安全的为列表节点分配内存的方法

Question

安全的为列表节点分配内存的方法

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在简单列表中，例如：

struct Node {  
    Node *next;  
    void *data;  
}

如果我在单个分配中分配Node和Data (前提是我知道大小)，是否会有任何问题，例如：

Node * t = (Node*)malloc(sizeof(Node) + DataSize));

始终将数据分配到已分配块的末尾。

t->data = (BYTE*)t+ sizeof(Node); /* BYTE is byte length, can use char in gcc */

节点和数据将在一次操作中被删除，因此将它们紧密耦合在一起（通过设计）没有真正的问题。

我正在关注可移植性问题（特别是打包方面）或其他未知问题？

这种分配方式是否安全和可移植？

- FL4SOF

4个回答

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从技术上讲，如果数据具有对齐要求，则可能不安全。malloc()返回适合所有类型的指针，很可能t+1也是对齐的。但只是很可能，不能保证。

- MSalters

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在创建别名之前，您无法将Node用作类型。请使用以下方法：

typedef struct Node {
   struct Node* n;
   void* data;
}Node;

如果您使用C编译器，那么没有必要将malloc的结果强制转换。我发现以下代码更易于维护和阅读：

Node* t = malloc(sizeof *t + DataSize);

BYTE不是语言定义的标准类型，因此不可移植。以下代码行试图实现什么目的？

这段话提到了BYTE不是语言定义的标准类型，因此不具备跨平台移植性。该语句的意图需要进一步解释。

t->data = (BYTE*)t+ sizeof(Node);

如果您想分配某些内容，可以使用以下方法：

t->data = pointer to some data ...

如果您想获取字节偏移量，请使用offsetof宏。

打包是实现特定的。您必须参考适当的编译器文档并查看可用的内容。

此外，您可能希望有一个head对象，以维护列表的一些管理信息（长度等）。

- dirkgently

我猜你需要为指向非void*类型的分配进行转换。BYTE/char用于正确的指针加法运算。 - FL4SOF

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我同意@MSalters的观点。只要你有一个间接级别（data指针），你最好为其分配一个单独的块。

现在，另一种选择是使用C99中定义的灵活数组成员：

typedef struct Node {
    struct Node *next;
    char data[];
} Node;

Node *n = malloc(sizeof(*n) + DataSize * sizeof(*data));
//if (n != NULL), access data[0 ~ DataSize-1]

sizeof(struct Node) 会补充适当数量的填充（如果有必要），以满足 data 的对齐要求，并且 data[] 就像它被声明为一个最大可能大小的数组，适合由 malloc() 返回的内存块。这适用于所有类型的 data，而不仅仅是 char（因此需要第二个 sizeof）。

- aib

网页内容由stack overflow 提供, 点击上面的

可以查看英文原文，
原文链接

- unwind · Accepted Answer

正如dirkgently所说，在C语言中不要对malloc()的返回值进行类型转换，这样做是无用的，并且可能会隐藏错误。

此外，为了计算Node头之后的地址，我发现像这样做更加简洁：

t->data = t + 1;

这个方法可行是因为t是一个有类型的指针，所以在它上面进行算术运算是没问题的。加1会增加所指向数据的大小，即在这种情况下是sizeof (Node)。我发现在这特定的情况下这种用法很惯用，用于计算刚刚被malloc()分配之后的地址（当“something”是一个定义良好、大小静态已知的类型时，如此例中的Node结构体）。

这样做有以下几个好处：

没有重复的类型名称。
没有sizeof，所以代码更短。
再次强调，没有强制类型转换。
参与的算术运算非常简单，易于阅读。

我意识到在正确声明Node类型之前使用它有错误。我不赞同dirkgently的解决方案，以下是C语言中应该如何书写：

/* This introduces the type name "Node", as an alias for an undefined struct. */
typedef struct Node Node;

struct Node {
  Node *next; /* This is OK, the compiler only needs to know size of pointer. */
  void *data;
};

为了完整起见，并且由于我从不厌倦展示我认为应该如何编写此类代码，这里提供一个创建一个新节点来保存n个字节数据的函数的示例：

Node * node_new(size_t n)
{
  Node *node;

  if((node = malloc(sizeof *node + n)) != NULL)
  {
    node->next = NULL;
    node->data = node + 1;
  }
  return node;
}

就是这样。注意在malloc()调用中对指针目标使用sizeof，以避免重复类型名称并使易于忘记的依赖关系（如果类型发生更改）。