在C语言中动态分配字符串数组

Question

我想了解C 99中动态分配数组的工作原理。无论如何，我有以下代码：

int main()
{
    char** members=malloc(4*sizeof(*members));
    *members=malloc(5);
    *members="john";
    *(members+1)="shouldn't work";
    printf("%s \n",*members);
    printf("%s",*(members+1));
    return 0;
}

我以为会因为没有分配(members+1)而产生运行时错误，但实际上它打印了"john"和"shouldn't work"，而且看起来 *members=malloc(5)这一行是不必要的。为什么呢？

- user4794392

Answer 1

您的指针赋值并不是想象中的那样。当您赋值*members或者*(members+1)时，您实际上是将char*赋值给每个字符串字面量，而不是将其复制到分配（或未分配）的堆内存中。

如果您使用strcpy替换赋值操作，例如：

strcpy(*members, "john");
strcpy(*(members+1), "shouldn't work");

在第二次赋值时会出现访问冲突，但第一次不会。同样，malloc(5)似乎是不必要的，因为您重新分配指针以指向字符串文字，而不是将“john”字符串复制到分配的内存中。

- MooseBoys

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断言“第二个赋值将导致访问冲突”是错误的：他们可能会遇到访问违规，但代码也可能正常工作，或者在以后导致一些奇怪且难以调试的行为（包括标准认为的一些蓝色大象的出现）。这是未定义的行为，取决于存储在*（members + 1）中的任何内容，而不是确定性错误条件。 - cmaster - reinstate monica

@cmaster 对的，根据标准来说第二个 strcpy 是未定义行为，但是大多数现代操作系统会将新分配的内存页初始化为 0 以作为安全预防措施，所以解引用会导致 AV。如果进程之前已经释放了内存，则一切都不确定。 - MooseBoys

Answer 2

char** members=malloc(4*sizeof(*members));

这意味着你创建了一个数组并为其中四个元素分配了内存，可以用来存储字符串的地址。

因此，如果您删除行 *members=malloc(5);，它仍将正常工作。

int main()
{
char** members=malloc(4*sizeof(*members));
//*members=malloc(5);
*members="john";
*(members+1)="shouldn't work";
printf("%s \n",*members);
printf("%s",*(members+1));
return 0;
}

即成员可以容纳四个成员，每个成员可以容纳一个字符串的地址。

- N Kaushik

Answer 3

因为您已经用4*sizeof(*members)初始化了类型为char**的指针，我认为您计划存储4个字符串，建议为所有4个字符串分配内存，例如：

char** members=malloc(4*sizeof(*members));
int i;
for(i = 0; i < 4; i++)
    members[i] = malloc(100 + 1);  // 100 is a max length of string
              // actually length of each string can be different

或者您可以将所有指针初始化为NULL，并根据需要更改它们（分配或指向一些已分配的内存），例如：

char** members=malloc(4*sizeof(*members));
int i;
for(i = 0; i < 4; i++)
    members[i] = NULL;  
// ... somewhere ....
char str[] = "Some string";
members[2] = str;
// ... somewhere else ....
members[1] = malloc(20);
scanf("%19s", members[1]); 

在这种情况下，您可以使用if(members[i] != NULL)来识别指向数据的项目。

- VolAnd

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如果您有一个简单的char *值数组，那么通常需要知道哪些需要释放，哪些不能被释放。在您的示例中，您将拥有一些不可释放的字符串和一些可释放的字符串，这实际上有点混乱。您提出了一个有效的观点，即char *主题有多个变体，但保持一致是一个好主意，以便您可以可靠地释放空间。 - Jonathan Leffler

@JonathanLeffler：有时候奇怪的问题会产生奇怪的答案，这很正常 :-) - VolAnd

Answer 4

一些事情：

1. 对于您的第一个malloc，malloc(4*sizeof(*members))，如果您使用您要分配空间的对象的类型，例如malloc(4 * sizeof(char *))而不是使用变量名，会更清晰。 编辑：正如cmaster指出的那样，如果您在不更改malloc()中的类型的情况下更改变量的类型，则可能会引发问题，因此请谨慎使用这个建议。
2. *members=malloc(5);在您的情况下是不必要的，因为您的编译器已经为字符串"john"分配了空间，并且
3. *members="john";通过将您的字符串数组索引0处的指针设置为编译器分配的"john"的地址来工作
4. 类似地，由于第3点提到的原因，*(members+1)="shouldn't work";实际上可以工作。
5. 最后，由于这行 -- *members="john"; -- 您已经丢失了对malloc(5)的内存的指针，因此该内存将被泄漏 :)

- thetoast