通过函数初始化C结构体

Question

通过函数初始化C结构体

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我需要在C语言中编写一个类似于vector的数据结构。通常我会创建这样的一个结构：

struct Vector
{
    int length;
    int *elements;
};

还有这样的功能：

void initialize_vector(struct Vector* vector);
void create_vector(struct Vector* vector, int* array, int n);
void remove_vector(struct Vector* vector);
void vector_add_element(struct Vector* vector, int element);
void vector_insert(struct Vector* vector, int index, int element);
void vector_remove_element(struct Vector* vector, int element);
void vector_remove_at(struct Vector* vector, int index);

现在，initialize_vector()函数，我只是想将向量属性初始化为默认值（如将length设置为0，将*elements设置为NULL）。我写了这样的代码：

void initialize_vector(struct Vector* vector)
{
    vector->elements = NULL;
    vector->length = 0;
}

我试着检查它是否有效，于是我写了这段代码：

#include <stdio.h>
#include "vector.h"


int main(int arc, char** argv)
{
    struct Vector* vec;
    initialize_vector(vec);
    printf("%d\n", vec->length);
    return 0;
}

我遇到了著名的“分割错误”，于是我在GDB上进行了检查，当然，一切都失败的时刻是这一行：vector->elements = NULL;。

我不知道问题出在哪里。我声明了一个向量，我想我已经正确地传递了它，但它出现了问题。我知道这可能是微不足道的，而且我可能会被一些超级程序员狂批，但是，不问则不学嘛。

- user6827707

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1: 将 struct Vector* vec; 更改为 struct Vector vec;，将 initialize_vector(vec); 更改为 initialize_vector(&vec); 以传递指向结构体的指针给函数。 2: 使用 malloc() 创建一个 Vector 实例。 - Grifplex

struct 没有分配内存。 - Weather Vane

"我声明一个向量" - 不！你要声明和定义一个指向 struct Vector 的指针。指针并不等同于它所指向的类型！在编程中，细节至关重要！"一切都搞砸的时刻就是这一行..." - 你早就搞砸了！编译器警告不是闹着玩的！启用它们并且认真对待！ - too honest for this site

2个回答

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dbush 给出了很好的答案，所以我不会给你代码。相反，我会给出一个简短的 C 指针解释，以便你不会再次遇到同样的错误。

struct Vector* vec;

声明了一个指向结构体的指针，而不是实际的结构体。指针是什么？它是一个保存地址的变量。因此，所有指针，无论是 int *、char *、char ** 还是 struct Vector *，都具有相同的大小（通常是 32 或 64 位，具体取决于体系结构）。声明指针类型仅在对指针进行间接寻址（获取存储在该内存地址中的数据）时有用。这样，在上述语句中寻址时，它的含义是：“vec 是一个可以保存 struct Vector 的地址的变量。”但此刻，vec 并没有保存有效地址。

在分配值给指针变量之前，存储在该变量中的地址是垃圾值，我们称之为未初始化的变量。在你的情况下，你将这个未初始化的地址传递给 initialize_vector()，它试图访问该地址中存储的值。但正如我们所知道的那样，那个地址是垃圾值。这导致了 seg fault 错误。

另外需要指出的一点是，在编写这样的函数时，您需要做出设计决策。您想让结构体向量存储在堆上（通过调用malloc），还是存储在栈上？堆允许更多的灵活性，但它也要求程序员仔细跟踪正在使用的指针，以避免内存泄漏，这可能会变得棘手。如果我是你，我会从存储在栈上的对象开始，然后将它们的地址传递给修改函数。这样，您就不必担心调用free()了。

- g.o.a.t.

是的，但是我需要使用malloc()，因为实验室的人告诉我们，我们的结构体必须动态分配:D - user6827707

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可以查看英文原文，
原文链接

- dbush · Accepted Answer

你没有声明一个向量，你声明了一个指向向量的指针。这个指针未初始化，因此试图取消引用它会引发未定义行为。

创建一个struct Vector并传递它的地址：

struct Vector vec;
initialize_vector(&vec);
printf("%d\n", vec.length);

如果您想要同时为struct Vector分配空间，可以将函数修改为调用malloc并返回指针：

struct Vector *initialize_vector()
{
    struct Vector *vector = malloc(sizeof(*vector));
    if (!vector) {
        perror("malloc failed");
        exit(1);
    }
    vector->elements = NULL;
    vector->length = 0;
    return vector;
}

...

struct Vector *vector = initialize_vector();