c - 从函数返回对象的最佳方式是什么 (C)

Question

这个问题有点主观，但似乎应该有一个标准。我正在制作一个树状数据结构，我想知道从函数传递新节点的最佳方式。我有几个想法，但我不知道哪个最安全/最有效。

这是我的代码的简化:

typedef struct Node {
    struct Node *left;
    struct Node *right;
    int value;
} Node;

int f() {
    //do stuff
}

Node *new_node() {
    Node n = {NULL, NULL, f()};
    return &n;
}

int main() {
    Node a = {new_node(), new_node(), 0};
}

显然，这是行不通的，因为 new_node() 函数返回的指针指向堆栈分配的数据，这些数据将在 new_node() 结束。但解决这个问题的最佳方法是什么？

一种可能是在堆上分配n，像这样:

Node *new_node() {
    Node *n = (Node *) malloc(sizeof(Node)); //unsure if the cast is necessary here, but that's not relevant
    n->left = NULL;
    n->right = NULL;
    n->value = f();
    return n;
}

但这感觉不太对劲，因为它要求调用函数直接处理内存清理，这可能会很快变得困惑。

我见过的另一种选择(尤其是当对象是数组或缓冲区，而不是对象时)是将指针传递给函数，然后只修改指针的内容。

void new_node(Node *n) {
    n->left = NULL;
    n->right = NULL;
    n->value = f();
}

int main() {
    Node n = {NULL, NULL, 0};
    Node n1 = n;
    new_node(&n);
    new_node(&n1);
    Node a = {&n, &n1, 0};
}

或者您可以直接传递数据，特别是因为 Node 在这种情况下非常小:

 Node new_node() {
     Node n = {NULL, NULL, f()}
     return n;
 }

虽然我不确定，但这似乎会更慢。

关于这个主题已经有一些答案，但它们是用 C++ 编写的，并且处理引用和指针，恐怕我真的不明白它们之间的区别。

执行此操作的标准方法是什么？

(抱歉，如果这太长了)

Answer 1

您涵盖了所有四种可用方法，包括一种不起作用的方法。在它们之间进行选择取决于您的设计偏好:

• 您正确地注意到第一种方法是错误的
• 第二种方法适用于您创建的对象无法静态分配的情况，例如，因为直到运行时您才知道需要多少对象
• 第三种方法适用于初始化静态分配的对象，因为它不需要复制，并且可以避免手动资源管理
• 最后一种方法不太常见，因为希望避免复制。这几乎普遍相当于过早优化，因此这种方法也完全有效。