如何为具有char*成员的结构分配内存

Question

我的结构体看起来像这样：

struct tlv_msg
{
   uint8_t datatype;   //type of data
   /* data stored in a union */
   union{
     int32_t s32val;          /*  int */
     int64_t s64val;          /*  long long */
     uint32_t u32val;         /*  unsigned int */
     uint64_t u64val;         /*  unsigned long long */
     char* strval;            /*  string */
     unsigned char* binval;   /*  any binary data */
   };

   uint32_t bytelen;  /* no. bytes of union/data part */
};

这个结构体使用联合体来保存不同的数据类型。我有一个分配函数，它在堆上为结构体分配内存。如果我为整数类型（即联合体中的前四种类型）分配内存，我的想法是只需要按如下方式进行分配，这样正确吗？

tlv_msg* msg = malloc(sizeof(tlv_msg));

sizeof(tlv_msg)的返回值为24。我猜这应该足以容纳联合中最大的数据类型加上其他数据成员。(不确定为什么是24 - 有人能解释一下吗?)。

但如果要存储的数据类型是指针类型，比如char*，那么我还需要做以下操作:

msg->strval = (char*)malloc(sizeof(string_length+1);

我觉得这样做很有道理，看起来也可行，但想确认一下。

- Angus Comber

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24确实是奇数。除非您有一个64位系统并且您的编译器正在进行64位填充（我认为他们不会这样做），否则我看不出它如何能给您24！ - Shahbaz

顺便说一下，在我的MinGW上它返回16，考虑到datatype后面的3字节填充是有道理的。 - Shahbaz

@Shahbaz：如果正在使用MSVC，则默认为8字节对齐，因此在数据类型后可能会有7个字节，然后在bytelen后面有4个字节。 - tinman

我正在使用 MSVC v6。如果我执行 #pragma pack(push, 4)，结构体大小将从 24 变为 16。 - Angus Comber

该联合体包含一个64位成员，因此它必须（至少）按模8对齐。这迫使“datalen”成员和整个结构大小都按模8对齐。针对OP：您正在混合使用C和C ++。不要这样做。 - wildplasser

Answer 1

这完全正确。

话虽如此，您可能希望创建辅助函数，以帮助您处理这个问题。

例如：

tlv_msg * new_tlv_msg( void );

/* There, you need to free struct members, if applicable */
void delete_tlv_msg( tlv_msg * msg ); 

/* Here you may copy your string, allocating memory for it */
tlv_msg_set_strval( tlv_msg * msg, char * str );

实现可能是（基础的，当然）

tlv_msg * new_tlv_msg( void )
{
    return calloc( sizeof( tlv_msg ), 1 ); 
}

void delete_tlv_msg( tlv_msg * msg )
{
    if( msg->strval != NULL )
    {
        free( msg-strval );
    }
    free( msg );
}

tlv_msg_set_strval( tlv_msg * msg, char * str )
{
    if( msg->strval != NULL )
    {
        free( msg-strval );
    }
    msg->strval = strdup( str );
}

- Macmade

Answer 2

是的，你说得对，需要执行两个内存分配步骤，第一个是为结构体分配内存，第二个是为字符字符串分配内存。

除非这是一个嵌入式系统，内存空间很有限，否则可以通过确定最大字符串大小来解决这个问题。是的，这样会浪费内存，例如，如果通常只有10个或更少字符的字符串，并为25个字符分配空间。

#define WORKING_BUF_LEN 1024

struct tlv_msg
{
   uint8_t datatype;   //type of data
   /* data stored in a union */
   union{
     int32_t s32val;          /*  int */
     int64_t s64val;          /*  long long */
     uint32_t u32val;         /*  unsigned int */
     uint64_t u64val;         /*  unsigned long long */
     char strval[WORKING_BUF_LEN={0};            /*  string */
     unsigned char* binval;   /*  any binary data */
   };

   uint32_t bytelen;  /* no. bytes of union/data part */
};

如果您计划拥有许多这些结构体和许多char*指针，则可以进行自己的内存管理以避免碎片化堆，但这需要大量工作。您可以使用宏覆盖new并将预分配的存储分配给指针，然后进行存储分配簿记。除非必须这样做，否则不要这样做。

- octopusgrabbus