使用 malloc 和 realloc 将静态数组更改为动态数组？

Question

你好，下面的代码读取标准输入并将其放入标准输出，但相反。我为此使用了一个静态数组，因为我知道 input.txt 中有多少个字符。我的问题是如何使用 malloc 和 realloc 更改动态数组(指针)中的数组？我所有的尝试都失败了。

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



    int main()
{
    char ch;
    int i,counter;
    char array[50];

    counter = 0;
    i = 0;

    while((ch=getchar()) != EOF)
    {

        array[i] = ch;
        i++;
        counter++;

    }

    for(i = (counter + 1); i >= 0; i--)
    {
        printf("%c",array[i]);
    }

    printf("\n");

    return 0;
}

Answer 1

即使您知道您使用的输入永远不会超过 50 个字符，您也应该强制执行该限制。当程序以任意输入运行时，您最终将访问超出数组末尾的数据。

无论如何，这是你的程序核心，提取到一个函数中:

void rev1()
{
    char array[50];     // Allocate 50 bytes on the stack
    int i = 0;
    char ch;

    while (i < 50 && (ch = getchar()) != EOF) array[i++] = ch;    
    while (i--) putchar(array[i]);
    printf("\n");

    // Do nothing - array goes out of scope
}

如果您只想在堆上使用相同的固定长度缓冲区，则代码非常相似。您应该定义一个指向 char 而不是数组的指针，然后调用 malloc 以获得所需的内存。使用完该内存后，必须使用 free 释放它。

这是使用堆上内存的第二个版本:

void rev2()
{
    char *array;
    int i = 0;
    char ch;

    array = malloc(50 * sizeof(*array));    // Allocate on the heap
    if (array == NULL) exit(1);             // Check for failure

    while (i < 50 && (ch = getchar()) != EOF) array[i++] = ch;    
    while (i--) putchar(array[i]);
    printf("\n");

    free(array);        // Explicitly release data after use
}

注意事项:

在这种情况下，

• sizeof(*array) 是 sizeof(char)，它始终为 1，因此经常被省略。但是 p = malloc(count * sizeof(*p)) 是一种非常有用的分配模式，用于分配 count 元素数组，如果更改类型，该数组仍然有效。所指的事物。

• 堆上的内存分配可能会失败；然后malloc将返回NULL。您必须照顾此类情况。简单的策略是只打印一条错误消息并中止程序。根据您需要内存的用途，您可以选择其他失败策略。

• 请注意，该函数的核心、循环与第一个版本中的完全相同。

• 您还必须强制执行 50 个字符的限制。该数组位于堆上，但它不会增长。

• 使用后释放内存。如果你不这样做，你就会“泄漏内存”，即你会阻塞内存块。这里，数组——保存数组的指针变量，而不是数组本身——是一个超出范围的局部变量。忘记释放此处的内存将意味着您丢失其地址并且无法再次访问它。

• 变量array指向内存的开头。该变量必须传递给free。不要更改此变量，例如增加它，否则你将失去内存的“ key ”。

稍微复杂一点的版本会根据需要重新分配内存。如果数组增长，您可以使用 realloc 而不是 malloc。即使内存不同，已分配的数据仍保留在原处:

void rev3()
{
    char *array = NULL;     // Initially unallocated NULL array
    size_t size = 0;        // Allocated size, initially 0
    int i = 0;
    char ch;

    while ((ch = getchar()) != EOF) {
        if (i >= size) {                    // Check current bounds
            size += 50;                     // Increase memory
            array = realloc(array,          // Reallocate
                size * sizeof(*array));
            if (array == NULL) exit(1);
        }
        array[i++] = ch;    
    }

    while (i--) putchar(array[i]);
    printf("\n");

    free(array);        // Explicitly release data after use
}

注释:

• realloc(NULL, size) 的行为类似于 malloc(size)。因此，您可以通过从 NULL 指针开始轻松实现重新分配方案。

• 虽然内核在内部跟踪分配的大小，但您无法知道它，因此您必须自己跟踪此信息，在本例中使用 size。

• 同样，您必须确保分配成功。我在上面使用了快速而肮脏(和静默)的程序终止，但您可以选择其他策略。

• 在这种情况下，核心循环的参与程度会更高一些。在追加到内存之前，必须检查是否应该增加它。填充内存后，访问(在分配的范围内)如常。