在C语言中使用malloc函数和结构体

Question

所以我正在尝试将malloc添加到我创建的电话簿应用程序中，但由于我对C语言还比较陌生，所以不确定我所做的是否正确。我遇到了一个小问题，但是我已经阅读了我拥有的初学者书籍，它没有提供足够详细的信息，我无法通过搜索Google来确定我是否在设置malloc时完全错误，或者是否有其他我错过的东西。

基本上，我的结构中有4个数组，分别是“First_Name”，“Last_name”，“home”和“cell”。每个数组都有两个函数，一个从用户获取信息并将用户信息打印并添加到电话簿中的函数。现在我只有一小部分原始代码，仅将名字添加到电话簿中（因此不是整个代码），并且在获取用户输入的每个函数中，我想添加malloc函数。现在我只设置了名字和第一个malloc，但我遇到的问题是当我去检查电话簿是否成功输入名称时，程序就会退出。如果我删除malloc，它就可以成功运行。

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

#define BUFFER 50
    //Structure for contacts
typedef struct friends_contact {

    char *First_Name;
    char *Last_Name;
    char *home;
    char *cell;
} fr;

void menu(fr * friends, int *counter, int user_entry, int i);
void setFirst(fr *, int *, int i);
char getFirst(fr *, int i);
void add_contact(fr * friends, int *counter, int i);
void print_contact(fr * friends, int *counter, int i);

int main()
{

    int user_entry = 0;
    fr *friends;
    int counter = 0;
    int i = 0;
    menu(friends, &counter, user_entry, i);
    getch();
    return 0;
}

//Menu function
void menu(fr * friends, int *counter, int user_entry, int i)
{
    do {
        int result;

        printf("\nPhone Book Application\n");
        printf
            ("1) Add friend\n2) Delete friend\n3) Show a friend\n4)Showphonebook\n5)Exit\n");
        scanf("%d", &user_entry);

        if (user_entry == 1) {
            add_contact(friends, counter, i);
        }
        if (user_entry == 2) {

        }
        if (user_entry == 3) {

        }
        if (user_entry == 4) {
            print_contact(friends, counter, i);
        }
    } while (user_entry != 5);
}

void setFirst(fr * friends, int *counter, int i)
{
    // THE MALLOC FUNCTION!
    friends = (fr *) malloc(BUFFER * sizeof(fr));
    printf("Enter a first name \n");
    scanf("%s", friends[*counter].First_Name);
    if (friends != NULL) {

        free(friends);
    }
}

char getFirst(fr * friends, int pos)
{
    printf("%s ", friends[pos].First_Name);
    return *friends[pos].First_Name;
}

void add_contact(fr * friends, int *counter, int i)
{
    setFirst(friends, counter, i);
    (*counter)++;
}

void print_contact(fr * friends, int *counter, int i)
{
    for (i = 0; i < *counter; i++)
        if (strlen(friends[i].First_Name)) {
            getFirst(friends, i);
        }
}

希望能够得到帮助的人，我想给予他们一个大大的绿色勾号。

- Jcmoney1010

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在 setFirst 函数中，你正在释放你的 friends 缓冲区，实际上是在说我不再需要它了。当你这样做时，那个内存就会消失。如果你要为调用者动态分配结构体，你要么提供一个单独的释放函数，要么让用户知道他们有责任清理那个结构体。此外，你只是改变了本地副本的 friends 指针。如果你想将调用者的指针指向一个新的缓冲区，你需要将参数类型更改为 fr **。 - jpm

@jpm：这是一个答案！发布它！ - Aubin

执行 scanf("%s",invitingBufferOverflow); 和使用 gets(invitingBufferOverflow) 一样糟糕（或更糟）。 - Happy Green Kid Naps

Answer 1

您需要为整个记录以及每个字段分别分配内存。例如：

void string_realloc_and_copy (char **dest, const char *src)
{
  size_t len = strlen (src);
  *dest = realloc (*dest, len + 1);
  memcpy (*dest, src, len + 1);
}

typedef struct
{
  char *name;
  char *title;
} record;

record * record_new ()
{
  record *r = malloc (sizeof (record));
  r->name = NULL;
  r->title = NULL;
  return r;
}

void record_free (record *r)
{
  free (r->name);
  free (r->title);
  free (r);
}

void record_set_name (record *r, const char *name)
{
  string_realloc_and_copy (&r->name, name);
}

void record_set_title (record *r, const char *title)
{
  string_realloc_and_copy (&r->title, title);
}

现在创建一条记录并填充从用户读取的值：

record *r;
char buffer[100 + 1];

r = record_new ();

printf("Enter a first name \n");
if (scanf ("%100s", buffer) == 1) {
  record_set_name (r, buffer);
}

...

- user1157391

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+1 对于管理函数。这绝对比在客户端函数中强行分配/释放逻辑要好。 - jpm

Answer 2

这里有一些问题：

void setFirst(fr*friends, int* counter, int i) {
   // THE MALLOC FUNCTION!
   friends=(fr*) malloc(BUFFER*sizeof(fr));  <-- This is not doing what you're thinking

sizeof(fr) 将是需要4个字符指针的大小。例如，如果您在32位x86平台上，则指向char的指针需要4个字节，因此：

sizeof(fr) == 4 x 4 == 16 bytes

现在你正在使用malloc分配16 * BUFFER或16x50 = 800字节。这使您可以拥有一个包含50个'fr'结构的数组。

fr * friend
        |
        +--------> FirstName*
            |      LastName*
            |      home*
            |      cell*
            +----> FirstName*
            |       LastName*
            |      home*
            |      cell*
            ...

所以你有50个结构的内存，但是这些结构的内容仍然没有内存。你需要为每个结构成员分配内存（不要忘记释放所有这些内存），或者你可以将它们作为静态成员与数组而不是指针。

第二个问题：

if(friends != NULL)  <-- if malloc was successful
{
     free(friends);  <-- release the memory

你刚刚失去了所有的朋友。:)
你确实需要释放内存，但应该在程序结束或者你使用完之后再释放。如果你一边分配内存一边立即释放它，那么内存就会被清空，你将无法再访问它。

- Mike

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嗯，我想我要做的是为每个变量分配内存，而不是静态地分配。我猜每次输入用户输入时使用malloc并不能做到这一点？作为一个新手，生活真难啊。 - Jcmoney1010

Answer 3

你的结构体只包含指针，没有分配内存。最好定义它来容纳数组，然后将名称等写入其中：

typedef struct friends_contact{

    char First_Name[20];
    char Last_Name[20];
    char home[20];
    char cell[20];
} fr;

这里我将每个字段设为20个字符长度，但您可以根据需要进行更改。

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编辑：当然可以使用动态内存，但这值得吗？动态字符串的优点是它们可以恰到好处；您可能会节省一些字节并保证能够将名称适配到字段中。但是有很多长度超过20个字符的名称吗？如果缩写一些会有影响吗？使用 malloc 时，需要进行很多琐碎的分配（每个都可能失败），当然还要释放。

为了妥协，我们可以使电话号码固定大小（它们不会改变），而名称则是动态的；然后使用 strdup 来分配名称（也可能失败）。

typedef struct friends_contact{

    char *First_Name;
    char *Last_Name;
    char home[12];
    char cell[12];
} fr;

- William Morris

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这是我原来电话簿应用程序中的内容，但在阅读了有关malloc的资料后，我认为我可以将所有这些内容转换为char指针，然后在malloc函数中使用缓冲区。 - Jcmoney1010

这不是 OP 所要求的。这只是一种避免问题而不是解决问题的方法。 - Aubin

我认为在原始帖子中可能误传了我的意图。当用户输入朋友的信息时，我希望指针分配适当的空间，并将朋友信息存储在这个分配的空间中。我已经阅读了其他地方提到使用缓冲数组作为scanf参数的片段，但我仍然有些困惑如何将所有这些内容组合在一起。 - Jcmoney1010

Answer 4

这里有几个需要考虑的问题，但首先请考虑以下内容。

在 setFirst 中，你正在释放你的 friends 缓冲区，本质上是在说“我不再需要这个了。” 当你这样做时，那个内存就消失了。如果你要为调用者动态分配结构体，你要么提供一个单独的释放函数，要么让用户知道清理该结构体是他们的责任。

此外，你只在本地副本中更改了 friends 指针。如果你想将调用者的指针指向一个新缓冲区，你需要将参数类型更改为 fr**。

- jpm