指针和malloc问题

Question

我对 C 相当陌生，当数组和指针引用字符串时，我对它们感到困惑。我可以要求输入 2 个数字（整数），然后返回我想要的数字（第一个数字或第二个数字），没有任何问题。但是，当我请求姓名并尝试返回它们时，程序在我输入名字后崩溃，不知道为什么。

理论上，我希望为第一个名字保留内存，然后将其扩展以包含第二个名字。谁能解释为什么会这样？

谢谢！

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>



void main ()
{
    int NumItems = 0;

    NumItems += 1;
    char* NameList = malloc(sizeof(char[10])*NumItems);
    printf("Please enter name #1: \n");
    scanf("%9s", NameList[0]);
    fpurge(stdin);

    NumItems += 1;
    NameList = realloc(NameList,sizeof(char[10])*NumItems);
    printf("Please enter name #2: \n");
    scanf("%9s", NameList[1]);
    fpurge(stdin);

    printf("The first name is: %s",NameList[0]);
    printf("The second name is: %s",NameList[1]);

    return 0;

}

Answer 1

我认为您的问题出在这段代码中：

scanf("%9s", NameList[0]);

这里的问题是 scanf 要求您提供的作为存储结果的位置的参数必须是一个指针。如果您提供的内容不是指针，scanf 会将其视为指针，并且本质上会将内存写入随机位置，从而导致程序崩溃。

解决这个问题需要两个步骤。首先，您需要更改 NameList 的声明，使其不再是 char *。原因是 char * 是一个单个字符串，而您需要一个数组字符串。这将被定义为 char **，即指向 char * 数组的指针。这可能看起来像这样：

char** NameList;

接下来，您需要为字符串分配存储空间。这很棘手并且有点微妙，因为您必须进行两次分配。首先，您需要为数组本身分配空间，您可以这样做：

NameList = malloc (sizeof(char*) * NumItems);

这分配了一个指向字符的指针数组，但它实际上并未将这些数组中的指针设置为指向有效的内存位置。要解决此问题，您需要遍历该数组并将其所有元素设置为指向足以容纳字符串的缓冲区的指针 - 在本例中，长度为 10 的缓冲区：

int i;
for (i = 0; i < NumItems; ++i)
    NameList[i] = malloc (10); // Space for 10 characters

现在，您可以调用

scanf("%9s", NameList[0]);

because NameList[0] 是一个 char *，指向应写入字符的缓冲区。

对代码的另一条评论 - 考虑预先分配所有空间，而不是分配一个元素的数组，然后将其重新分配给两个元素的数组。有点清楚了。另外，由于您现在正在处理 char * 的缓冲区，每个缓冲区都需要初始化以指向自己的缓冲区，因此如果您进行增量分配，则需要确保初始化您分配的所有新 char * 以指向某处的缓冲区。如果您一次执行此操作一步，那么您很可能会忘记设置指针并导致崩溃，而如果您预先执行此操作，则不会有这样的风险。

当需要释放动态分配的内存时，您需要反向运行分配过程，首先释放字符串的动态分配的缓冲区，然后释放顶级缓冲区。例如：

for (i = 0; i < NumItems; ++i)
    free (NameList[i]);
free (NameList);

这是必要的，因为 free 不能递归地工作。您需要显式释放您分配的所有内存。

请注意，您不要编写这样的代码：

free (NameList);
for (i = 0; i < NumItems; ++i)
    free (NameList[i]);

这将在运行时导致各种不好的事情，因为如果您首先释放顶级数组，那么当您尝试迭代其内容时会释放指针，您将读取不再拥有的内存。

希望这有帮助！

Answer 2

您的 NameList 变量是一个 char *，它是指向单个字符串的指针。 （char 是单个字符，char * 是单个字符串，char ** 是字符串数组。）

当您使用 NameList[1] 时，您实际上是在索引字符串的第二个字符，不是第二个字符串本身。

您应该分配一个字符串数组，如下所示：

  char (*NameList)[10];
  NameList = malloc(10*sizeof(char)*NumItems);

编辑：修复了一些编译错误。 （示例代码。） 请注意，sizeof(char) 并不是真正需要的，因为它总是 1。很高兴但要明确。

Answer 3

如果您需要一个 char 的二维数组（其中每个元素都是 char 的数组），那么您正在以错误的方式分配内存。正确的方法是：

int main(){

int i;
int NumItems = 2;

/* Alocate a variable which every position points to an array of character */
char ** NameList = (char **) malloc(sizeof(char *) * NumItems);

/* For each position, allocate an array of 10 characters */
for(i = 0; i < NumItems; i++){
    NameList[i] = (char *) malloc(sizeof(char) * 10);
}

printf("Please enter name #1: \n");
scanf("%s", NameList[0]);

printf("Please enter name #2: \n");
scanf("%s", NameList[1]);

printf("The first name is: %s",NameList[0]);
printf("The second name is: %s",NameList[1]);

/* Free allocated memory. Always a good practice and prevents memory leaks. */
for(i = 0; i < NumItems; i++){
    free(NameList[i]);
}
free(NameList);

return 0;

}

Answer 4

还可以考虑仅使用堆栈空间，而不是使用 malloc 和动态分配堆空间：

#define NumItems 2
char NameList[NumItems][10];

printf("Please enter name #1: \n");
scanf("%9s", NameList[0]);

printf("Please enter name #2: \n");
scanf("%9s", NameList[1]);

printf("The first name is: %s",NameList[0]);
printf("The second name is: %s",NameList[0]);

通常，除非您需要动态调整大小的数组，否则使用普通数组要容易得多。