c - 对指向指针的指针使用 realloc() 时，指针值会发生变化

Question

我必须读取一个文件，其中包含以二进制形式编写的未知数量的学生记录，然后按 GPA 对学生进行排序并发送到标准输出。

我们的排序函数必须像这样

void insertion_sort(Student **, int);

这就是为什么我选择使用指向 Student 的指针(可能不是最好的解决方案？我想我可以像这样发送一个指向 Student 的指针 (&p_to_Student, n) ？)

代码如下，问题是当我打印 p 指向的第一个元素(第一个学生姓名)时，我得到了乱码，其他学生都很好。

我检查了p的值，在调用realloc()之后它确实发生了变化，因为它也是p的第一个元素的地址(对吗？)。

还检查了 Valgrind，它返回了一堆有关内存泄漏的错误!

当没有 realloc() 调用时，以及在读完文件后初始化 p 时，代码运行良好。所以这一定是与没有正确使用realloc()有关。

额外问题:这是从文件中读取未知数量数据条目的正确方法吗？

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

struct student {
    char name[30];
    char surname[30];
    double GPA;
};

typedef struct student Student;

void insertion_sort(Student **arr, int n)
{
    int i,j;

    for (i=1; i<n; i++)
    {
        Student *tmp = arr[i];

        for (j=i; j>0 && (tmp->GPA > arr[j-1]->GPA); j--)
            arr[j] = arr[j-1];

        arr[j] = tmp;
    }
}


int main(int argc, char **argv)
{
    FILE *in;
    Student s, *arr, **p;
    size_t ret;
    int i = 1, n=0, c=2;

    in = fopen(argv[1], "rb"); 
    if (in == NULL)
        return printf("Can't open file!\n"), 1;

    arr = (Student*) malloc(c*sizeof(Student*));
    p = (Student**) malloc(c*sizeof(Student*));

    do
    {
        ret = fread(&s, sizeof(Student), 1, in);

        if (ret)
        {
            if (n == c)
            {
                arr = (Student*) realloc(arr, (c*=2)*sizeof(Student));
                p = (Student**) realloc(p, c*sizeof(Student*));
            }
            // when I print the value of pointer p
            // the values is changed when realloc() is called
            printf("p = %p\n", p);

            arr[n] = s;
            p[n] = arr+n;
            n++;
        }

    } while (ret);

    fclose(in);

    // If I do this instead the program runs correctly        
    //p = (Student**) malloc(c*sizeof(Student));
    //for (int i=0; i<n; i++)
    //{
        //p[i] = arr+i;
    //}

    insertion_sort(p, n);

    for (i=0; i<n; i++)
    {
        printf("%2d. %-20s %-20s %7.2lf\n", i+1, p[i]->name,
            p[i]->surname, p[i]->GPA);
    }

    free(arr);
    free(p);

    return 0;
}

Answer 1

realloc 可能会改变指针。这意味着指向该指针的所有指针都可能变得无效。在您的情况下，p 保存指向 arr 的指针。

您的问题不是 p 的值发生变化，而是当 arr 的值改变时，p 的旧值不再有效> 更改。

为了说明(所有指针和大小值都是组成的):

sizeof(stud) == 16;
allocate arr: arr == 0x00100000;

1st value:    arr[0] = stud1;      p[0] = &arr[0];  // 0x00100000
2nd value:    arr[1] = stud2;      p[1] = &arr[1];  // 0x00100010

reallocate arr: arr == 0x00200000;
old address of arr is no longer valid!

3rd value:    arr[0] = stud1;      p[2] = &arr[2];  // 0x00200020

现在你的指针数组看起来像这样:

p[0] == 0x00100000      // no longer valid!
p[0] == 0x00100010      // no longer valid!
p[0] == 0x00200020      // okay

因为您仅需要 p 进行排序，所以您注释掉的方法(在排序之前一次性分配 p)更好。

realloc 仅当您事先不知道数组有多大时才有用，因此只要构建数组，就应该使用它。当您完成数组构建后，您可以确保 arr 将保持不变，您应该创建指针数组 p。