动态内存分配（Malloc） VS 指定大小的字符数组

Question

首先，我对C语言还很陌生，所以可能存在一些基本的误解。给定下面的代码：

int main()
{
    char ack[100];
    char *bar;
    bar = malloc(100);
    strncpy(ack, "testing", 7);    
    bar = "testing";

    return 0;
}

ack 被 gdb 检查时，看起来像这样：

(gdb) p ack
$1 = "testing\000\360WV\000\000\000\000\000\277\000\000\000\000\000\000      
'\000'\000\220\005@",<repeats 13 times>, "\003\004@", '\000' <repeats 13 times>    
"\325,\005@\000\000\000\000\000H\214\246\367\377\177\000\000\220\005@",
'\000' <repeats 13 times>,     "P\004@\000\000\000\000\000\360\342\377\377"` 

考虑到我如何初始化ack，这对我来说是有意义的。但我不太明白为什么bar看起来像这样：

(gdb) p bar
$2 = 0x40066c "testing"

我分配了与请求ack的空间相同的存储空间（据我所知），但是malloc没有附带额外的东西。据我所知，malloc不执行任何数据初始化或其他操作，因此我有点困惑。出现这种情况的原因是我在使用strstr时遇到了问题。基本上，当我从文件（fgets）中读取数据到一个具有特定大小的char数组中时，strstr()将失败（我认为这是因为有“垃圾”导致的）。使用指针和malloc'd内存正常工作。无论如何，我有几个特定的问题。

1. 这个malloc的变量的行为是否符合预期？这里是否进行了某些优化（我使用gcc编译，但没有进行任何优化），还是gdb没有显示给我所有内容？该变量是否应该有“垃圾”？
2. 我使用malloc正确吗？我是否应该初始化我请求的所有内存？如果是，请问如何初始化？

谢谢！

编辑 感谢所有回答我的人！我从你们那里学到了很多东西，非常感谢。我现在看到了我上面发布的代码的问题，以及我在使用fgets()和strstr()时遇到的原始问题。

- user1156568

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当内存被分配时，它并不会被填充为null。为了解决这个问题，可以使用memset(..)函数。 - Adrian

@Adrian，不，不，不。这是C语言。不要将malloc()强制转换，并且不要教新手在C中这样做。 - Dan Fego

@DanFego 我也在学习哈哈。我一直使用malloc的强制类型转换。谢谢信息，我已经编辑了我的评论！ - Adrian

@Adrian 抱歉我刚才大声喊叫了！我看到这里有很多人建议这样做，我不想让我们教初学者也这么做。 :P - Dan Fego

@Adrian：在 C89 之前，malloc 返回的是 char *，所以在那些年代，强制转换是必要的。当然，任何当时编写的教程或参考资料都会显示这一点。随着 C89 的到来，malloc 被改为返回 void *，可以隐式地转换为任何对象指针类型，因此强制转换现在是多余的（实际上可能会隐藏错误）。不幸的是，许多旧的参考资料没有更新以反映这一变化，并且这种做法仍然存在。 - John Bode

Answer 1

bar = "testing";

重新赋值指针 bar 以指向保存字符串"testing"的静态缓冲区，也就是它不再指向你使用malloc分配的数组。这是一个内存泄漏问题。

如果要把字符串放入malloc分配的缓冲区，请使用像你对ack所做的那样的strcpy、strncpy或memcpy函数。

- Fred Foo

Answer 2

这是因为在赋值时，你（无意中）丢弃了用malloc分配的内存。

bar = "testing";

这使得bar指向字符串字面量，而不再指向（泄漏的）malloc分配的内存。

- Daniel Fischer

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嗯，“throw away”有意图的内涵，所以这是“forget about”的一个优点。另一方面，“forget about”对于内存泄漏来说不够夸张。我做了个妥协。 - Daniel Fischer

太好了！我们还可以接受“失落”，“泄漏”，“掉落”，“忽略”和“将其作为太空垃圾丢弃”。 - cdeszaq

Answer 3

你有几个地方错了。

首先，当打印ack后面的垃圾时，原因是你没有将其NULL结尾。在C中，所有字符串都必须以\0结尾。你可以通过调用长度为8（strlen("testing") + 1）的strncpy()或者直接使用strcpy()来解决这个问题。

其次，bar在gdb中看起来不同，因为它是指向char的指针，而ack是一个普通的char数组。gdb会显示bar的指针值，并且如果可能的话，还会显示指针另一侧的内容。当你执行bar = "testing;"时，你正在重新分配bar指向的字符数组，该数组在内存中包含“testing”。当你使用这样的字符串字面量时，它自动在末尾添加\0字符，因此是NULL结尾的，因此不会有垃圾数据。

- Dan Fego

Answer 4

C字符串有一个空终止符（ASCII字符值为零），因此C字符串“testing”实际上包括终止符在内的8个字节。

当您打印原始值时，它会在达到终止符时停止打印。

但是，因为您只复制了前7个字符，所以当您打印第二个值时，它会一直打印垃圾数据，直到达到之前存在的垃圾数据中的零。

- Nick Lockwood

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再说，也许是丹尼尔的解释；-) 但从技术上讲，我认为我不应该被踩。 - Nick Lockwood