堆和栈上的结构元素

Question

所以，我正在创建一个结构，目前需要大量的内存。我希望将来能够减少它，但现在就是这样。因此，如果将其放在堆栈上会导致堆栈溢出，我需要在堆上分配一些元素。是的，我增加了堆栈大小，但在目标平台上，我只有这么多。

在这种情况下，将每个结构元素都分配到堆上是否更好？还是将一部分放在堆栈上，将大型数据放在堆上？例如：

typedef struct my_structure_s{ 

   int bounds[2];
   int num_values;
   int* values;               //needs to be very large

} my_structure_t;

对比:

typedef struct my_structure_s{ 

   int* bounds;
   int* num_values;
   int* values;

} my_structure_t;

我知道“更好”很大程度上是主观的，可能会在这里引起骚动。那么，两个例子的利弊是什么？你通常做什么？为什么？

另外，请原谅_s、_t之类的东西……我知道有些人可能觉得这样做不太合适，但这是遗留代码库的惯例，将被整合到其中。

谢谢大家！

- The Dude

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这些结构的大小在几乎所有平台上都是相同的（甚至在一些平台上完全相同）。 - barak manos

您IP地址为143.198.54.68，由于运营成本限制，当前对于免费用户的使用频率限制为每个IP每72小时10次对话，如需解除限制，请点击左下角设置图标按钮（手机用户先点击左上角菜单按钮）。 - David C. Rankin

似乎你知道有问题存在，但是在寻求一个万能的解决方法。虽然有时候我们会很幸运，但是用几个指针替换几个整数并不能带来你想象中的那么多好处。在64位系统上，如果不小心处理，可能会占用更多的空间。我建议重新审视递归部分，并看看是否可以将其展开为一个不那么依赖栈的技巧。 - Edwin Buck

Answer 1

最好将简单成员作为直接值，并只分配数组。使用额外的两个指针只会减慢访问速度，没有任何好处。

如果你使用的是C99或C11，还有另一个选择是使用灵活数组成员（FAM）。

你可以使用以下表示法来定义结构：

typedef struct my_structure_s
{ 
   int bounds[2];
   int num_values;
   int values[];
} my_structure_t;

您需要一次性分配足够的内存空间，包括结构体和N个元素数组 values，可以使用以下代码：

my_structure_t *np = malloc(sizeof(*np) + N * sizeof(np->values[0]));

这意味着你只需要释放一个内存块即可。如果搜索，可以找到“struct hack”的参考资料。这种表示法实际上是“struct hack”的标准形式。

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在评论中，讨论继续：

这是一种有趣的方法；然而，我不能保证我会有C99。

如果需要的话，您可以使用代码的 'struct hack' 版本，它看起来像：

typedef struct my_structure_s
{
    int bounds[2];
    int num_values;
    int values[1];
} my_structure_t;

其余代码保持不变。这种方法使用的内存略多一些（比FAM解决方案多4-8个字节），并不严格符合标准，但在C99标准之前广泛使用，因此编译器不太可能使这样的代码无效。

Okay, but how about:

typedef struct my_structure_s
{
    int bounds[2];
    int num_values;
    int values[MAX_SIZE];
} my_structure_t;

And then: my_structure_t *the_structure = malloc(sizeof(my_structure_t));

This will also give me a fixed block size on the heap right? (Except here, my block size will be bigger than it needs to be, in some instances, because I won't always get to MAX_SIZE).

如果平均浪费空间不太多，那么结构体中的固定大小数组仍然更简单。此外，这意味着如果MAX_SIZE不是太大，则可以在堆栈或堆上分配，而FAM方法则需要动态（堆）分配。问题是浪费的空间是否足够成为问题，以及如果MAX_SIZE实际上不够大，该怎么办。否则，这是最简单的方法；我只是假设您已经排除了它。

请注意，建议的每个解决方案都避免了选项2中建议的指向bounds和num_values的指针。

- Jonathan Leffler

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这是一个有趣的方法，但我不能保证我会有C99。例如，当涉及到复数时，C99被规避了 - 即代码库有自己的自制支持。 - The Dude

Answer 2

做第一个。它更简单，出错的可能性更小（在第二个中，您必须记住分配和释放更多的东西）

顺便说一句 - 第一个示例不会将num_values放在堆栈上。它将放在您分配结构体、堆栈、堆或静态位置的任何地方

- pm100

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即使进行了更正，你的“答案”的关键是不是只有“它更简单且更少出错”这一点？ - David C. Rankin