结构成员指针会溢出吗？

Question

我正在通过双指针构造实现音乐音阶数据库，但在为数据库中的项目分配空间时，我一直遇到段错误和溢出错误，我不明白为什么。

这是一个概念性问题，该错误与我对指针工作原理的理解不符，我一直无法在网上找到明确的答案。这个问题似乎源于这条线

db->entry[db_idx] = malloc(sizeof(struct scale_t)); // potiential overflow here??
db->entry[db_idx]->scale = circularlist_create();

但我不明白这是怎么回事，因为 db->e​​ntry[db_idx] 是类型 struct scale_t* 而 malloc 是返回适当类型的指针。 malloc 的数量并不重要，因为我正在将指针值写入 db->e​​ntry[db_idx]

无论如何，这是指向 #include "CircularLinkedList.h" header 和实现文件的链接。 https://gist.github.com/jstaursky/58d4466eb232e90580e1011bf5a7e641 https://gist.github.com/jstaursky/84cf9ba2f870da0807faa454f20c36e9

scale.list 文件 https://gist.github.com/jstaursky/24baeaf2a922a081f0a919d31ed638df

目录结构是这样的

src
 - main.c
 - CircularLinkedList.h
 - CircularLinkedList.c
 - conf/
    - scale.list

添加要点以尝试使问题尽可能紧凑。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <ctype.h>

#include "CircularLinkedList.h" // See linked GitHub gists.

struct scale_t {
    char* name;
    struct node_t* scale;
    int num_notes;
};

struct database_t {
    struct scale_t** entry;
    int size;
};

struct database_t *build_database(FILE *);
char *fgetline(FILE *stream);

int main(int argc, char *argv[]) 
{
    FILE *configfp = fopen("conf/scale.list", "r");
    struct database_t *scaledatabase = build_database(configfp);

    for (int i = 0; i < scaledatabase->size; ++i) {
        circularlist_traverse(scaledatabase->entry[i]->scale, circularlist_print);
    }
}

struct database_t *build_database(FILE *fp)
{
    struct database_t *db = malloc(sizeof(struct database_t));
    db->entry = malloc(sizeof(struct scale_t *));

    int db_idx = 0;

    for (char *line; (line = fgetline(fp)); ++db_idx) {
        db->entry[db_idx] = malloc(sizeof(struct scale_t)); // potiential overflow here??
        db->entry[db_idx]->scale = circularlist_create();

        char *rest = line;
        db->entry[db_idx]->name = strtok_r(line, ",", &rest);

        while (isspace(*rest))
            ++rest;

        char *interval;
        int note_count = 0;
        while ((interval = strtok_r(NULL, "-", &rest))) {
            circularlist_insert(&db->entry[db_idx]->scale, interval);
            ++note_count;
        }
        db->entry[db_idx]->num_notes = note_count;
    }
    db->size = db_idx;

    return db;
}

char*
fgetLine(FILE *stream)
{
    const size_t chunk = 128;
    size_t max = chunk;
    /* Preliminary check */

    if (!stream || feof(stream))
        return NULL;

    char *buffer = (char *)malloc(chunk * sizeof(char));

    if (!buffer) {
        perror("Unable to allocate space");
        return NULL;
    }
    char *ptr = buffer;

    int c; /* fgetc returns int. Comparing EOF w/ char may cause issues. */
    while ( (c = fgetc(stream)) != EOF && (*ptr = c) != '\n')
    {
        ++ptr;
        size_t offset = ptr - buffer;

        if (offset >= max) {
            max += chunk;
            char *tmp = realloc(buffer, max);

            if (!tmp) {
                free(buffer);
                return NULL;
            }
            buffer = tmp;
            ptr = tmp + offset;
        }
    }
    *ptr = '\0';
    return buffer;
}

Answer 1

您的代码中的问题不在于条目的结构，而在于数据库的结构。

在您的代码中，您希望数据库有一个条目数组，但它的定义和使用并没有像现在实现的那样实现。

您希望数据库将可变长度的数组作为其第一个参数(正如我从您的代码中了解到的)，但它的定义和使用不正确。

当您为数据库分配内存时:

struct database_t *db = malloc(sizeof(struct database_t));

会分配 sturct 的大小，这将是一个指针(入口)的大小加上 int 的大小(大小)，这意味着入口指针仍然只是一个指针，而不是一个数组。

要解决此问题，您可以执行以下几项操作:

保存最大长度的数组

您可以将结构的定义更改为如下所示:

struct database_t {
    struct scale_t* entry[MAX_LENGTH];
    int size;
};

这将使您的第一个 malloc 操作生效并分配您需要的所有内存。

此解决方案的缺点是它将为所有条目数组使用恒定长度的内存，并且您将受到数据库最大长度的限制。

为每个新条目重新分配内存

该问题的另一种解决方案是自己为数组分配内存。

您应该在 for 循环的每次运行中重新分配数组的内存，每次增加您使用的大小，以节省所有内存。

这种解决方案的缺点是在程序中进行了更多的分配，这会使初始化过程花费更多的运行时间，并且更加复杂。

函数初始化函数的新代码应该是这样的:

struct database_t *build_database(FILE *fp)
{
    struct database_t *db = malloc(sizeof(struct database_t));

    int db_idx = 0;
    /* Ensure that the value starts from NULL. */
    db->entry = NULL;

    for (char *line; (line = fgetline(fp)); ++db_idx) {
        /* Realloc the memory, adding the new needed memory for the new entry. */
        db->entry = realloc(db->entry, sizeof((struct scale_t *) * (db_idx + 1)));
        db->entry[db_idx] = malloc(sizeof(struct scale_t));
        db->entry[db_idx]->scale = circularlist_create();

        char *rest = line;
        db->entry[db_idx]->name = strtok_r(line, ",", &rest);

        while (isspace(*rest))
            ++rest;

        char *interval;
        int note_count = 0;
        while ((interval = strtok_r(NULL, "-", &rest))) {
            circularlist_insert(&db->entry[db_idx]->scale, interval);
            ++note_count;
        }
        db->entry[db_idx]->num_notes = note_count;
    }
    db->size = db_idx;

    return db;
}