堆内存上的数据结构

Question

最近在一次面试中，有人问了我一个问题，让我感到困惑！

“如何在堆内存中初始化结构？” 请问有人能告诉我正确的答案吗？

顺便问一下：栈和堆内存有什么区别？ 对于上述问题，有些人可能会问我“如何在栈内存中初始化结构？”。

也许这是一个基本的问题，或者可能是一个错误的问题，但我只是好奇想知道！

有人能帮忙吗？

- Vijay

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重复内容，例如https://dev59.com/hHVD5IYBdhLWcg3wHn2d#79936 - Georg Fritzsche

@gf 这不是重复，因为它不包含别人问我的问题！！ - Vijay

这归结为几乎相同的问题，如果你愿意搜索一下，我相信你会找到更好的匹配。 - Georg Fritzsche

我已经搜索过了，但没有找到确切的答案，这促使我提出了这个问题。 - Vijay

不明确：C和C++有不同的答案。 - MSalters

Answer 1

堆栈用于分配局部变量，若你需要动态分配内存，例如使用malloc()，则需要使用堆。无论哪种情况，都需要确保先初始化结构。可以使用calloc()从堆中分配内存并自动将其清零（而malloc不会）。另外，如果我没有记错，堆栈上的变量也未初始化。

- Francis Upton IV

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calloc()函数会将内存块中的每一位都初始化为0。但是它并不会初始化结构体。特别是NULL指针并不一定是所有位都为0，我曾经用过一个老的DOS编译器，在这个编译器里NULL指针的所有位都是1。 - Secure

是的，当然你是正确的，我做了初始化等于设置为零的假设。 - Francis Upton IV

在C++中，我们也可以使用new运算符来执行对象的构造函数。构造函数是对象初始化的地方。 - Thomas Matthews

Answer 2

堆栈的生命周期与定义它的函数实例完全相同--当该函数实例返回时，该内存可供回收（如果它是一个适当的C++对象并且具有析构函数，那么将调用该析构函数）。堆存储器一直存在，直到明确释放。

“如何初始化结构体”（无论在哪种类型的内存中！）是一个奇特的问题--显然通过其自动调用的C++构造函数（如果有），否则使用memcpy或类似方法--在堆栈或堆上没有区别。

- Alex Martelli

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我认为更好的答案是在函数（对于C）或构造函数（对于C ++）中单独初始化每个字段。 - Thomas Matthews

我提到了C++中的ctor，但是在C语言中使用多个赋值还是memcpy / memset / &c并不取决于堆栈区别（在堆栈上，您可以在变量定义中进行“= {...}”初始化，在堆上则不行：也许这就是他们的意思）。 - Alex Martelli

Answer 3

struct MyStruct
{
   int foo;
   int bar;
};

...

struct MyStruct* baz = malloc(sizeof(MyStruct));

您现在可以使用 baz，但其成员变量 foo 和 bar 的值未定义。

- Mongoose

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这将为结构体分配内存，但不会初始化字段。问题模糊不清，无法确定结构体是否已经在堆上。 - Thomas Matthews

Answer 4

这是我对面试问题的回答：

如何在堆内存中初始化结构体？

1. C++语言不需要堆。
2. 在良好的代码中，结构体应该在构造函数中自行初始化，优先使用初始化列表进行初始化。
3. 使用指向结构体的指针逐个初始化每个字段。问题可能被理解为结构体已经被分配了。
4. 在C语言中，可以使用calloc，但是这会将每个字节都赋值为零，对于某些对象来说可能不正确。

至于堆和栈之间的区别，栈是一种先进先出的数据结构。对象被推入栈中，然后弹出。堆是一块内存，其中的项几乎是随机分配的。

搜索网络上的内存分配和内存池。许多实现将内存区域实现为向堆增长的栈。您从堆中分配的越多，栈的空间就越少，反之亦然。

- Thomas Matthews