声明一个指向结构体的指针会创建一个结构体吗？

Question

在我看来，struct new_element *element = malloc(sizeof(*element))创建了一个名为element的结构体，而我原以为它只是创建了一个指向该结构体的指针。下面的代码证明了我的错误：

struct new_element
{
    int i;
    struct new_element *next;
};

int main(void)
{
    struct new_element *element = malloc(sizeof(*element));
    element->i = 5;
    element->next = NULL;
    printf("i = %d, next = %p\n", element->i, element->next);
}

输出：

i = 5, next = (nil);

element->i的值为5，element->next的值为NULL。这难道不意味着element指向了一个结构体，也就是说确实创建了一个结构体吗？我之前认为malloc只会给指针分配所需的内存大小。

- nounoursnoir

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你的想法是错误的。你对指针、malloc以及其他相关知识存在很大误解。我强烈建议你从好的书籍中学习C语言，而不是通过在线教程或者晦涩的YouTube视频。 - too honest for this site

“a pointer the size needed”这句话没有意义，数据指针就是数据指针。malloc()返回一个指向你指定大小的可用内存的指针。 - user2371524

@nounoursnoir sizeof(element) 给出指针变量所需的空间（与您使用的结构无关），而 sizeof(*element) 则给出所需的结构大小。 - GAURANG VYAS

@nounoursnoir 这是一个风格问题，但是 sizeof(struct new_element) 和 sizeof(*element) 将具有相同的值，许多人更喜欢后者的形式，因为它更明确地表示“由 element 指向的对象的大小”。 - Ian Abbott

@nounoursnoir 记住，*有不止一种含义。实际上，它有三种含义。根据上下文，它可以是类型的一部分，可以是指针解引用运算符，也可以是乘法运算符。（我在这里没有计算它在注释、字符常量和字符串字面值中的其他用途。） - Ian Abbott

Answer 1

变量element是一个指针。当您定义它时，会为该指针分配空间。

如果您只是这样做：

struct new_element *element;

你已经创建了一个指针。但是它目前没有指向任何地方。

当你调用malloc(sizeof(*element))时，它会分配足够大的空间给element所指向的部分，也就是一个struct new_element实例。然后你将变量element指向这段内存。

这段代码：

element->i = 5;

等同于：

(*element).i = 5;

它取消引用指针element，给你一个struct new_element，然后访问成员i。

如果您按照评论中所建议的做了这样的操作：

struct new_element *element = malloc(sizeof(element));

你没有正确分配足够的空间。你为一个 struct new_element * 分配了足够的空间，而不是一个 struct new_element。如果该结构体比指向它的指针大（在这种情况下很可能是这样，因为它包含指向自身类型的指针），那么当修改其中一个成员时，就会超出分配内存的末尾。这将导致未定义行为。

- dbush

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声明语句并不会为变量预留内存空间。而且 C 语言没有栈的概念。 - too honest for this site

@Olaf 是的，应该是“定义”。已修复。 - dbush

我已经删除了DV，但仍然不满意添加实现细节。我们真的不应该混合语言和实现。 - too honest for this site

@Olaf 好的，堆栈/堆对于这个特定的问题并不相关。 - dbush

@Olaf 你知道一种没有堆栈的C实现吗？也许为了教育目的而谈论堆栈是相关的。 - Boiethios