c语言进阶部分详解(《高质量C-C++编程》经典例题讲解及柔性数组)

简介: c语言进阶部分详解(《高质量C-C++编程》经典例题讲解及柔性数组)

今天便接“上回书所言”,来介绍《高质量C-C++编程》经典例题讲解及柔性数组


一.几个经典例题

1.1题目一

void ToMalloc(char* p)
{
  p = (char*)malloc(100);
}
void test1(void)
{
  char* str = NULL;
  ToMalloc(str);
  strcpy(str, "hello");
  printf(str);//就是printf("%s",str);
    free(str);
    str=NULL;
}
int main()
{
  test1();
  return 0;
}


运行结果是程序崩溃了:

  • 对一个NULL进行解引用操作(想对一个指针内容更改必然有解引用操作)
  • p动态开辟后没有进行free,内存泄露了

注意

有些读者可能遇到这样的情况

int main()
{
  char* ar = "abdldsaf";
  strcpy(ar,"hello");
  printf(ar);
  return 0;
}


编译器都会报错,这是因为:ar其实是一个字符串常量 ,我们怎么能对常量进行修改呢?应该使用字符数组来存储可修改的字符串

所以我们可以用数组或者动态开辟进行改正问题


改进

void ToMalloc(char** p)
{
  *p = (char*)malloc(100);
}
void test1(void)
{
  char* str = NULL; 
  ToMalloc(&str);
  strcpy(str, "hello");
  printf(str);//就是printf("%s",str);
}


1.2问题二

char* ToMalloc(void)
{
  char p[] = "hello world";
  return p;
}
void test2(void)
{
  char* str = NULL;
  str = ToMalloc();
  printf(str);
}
int main()
{
  test2();
  return 0;
}


结果:


大家可以看到是乱码:这是因为我们返回了局部变量的地址。当出了ToMalloc函数后,p在栈空间上面被销毁了。此时返回的指针将指向无效的内存(内存已经还给操作系统了)


1.3问题三

void ToMalloc(char** p, int num)
{
  *p = (char*)malloc(num);
}
void test3(void)
{
  char* str = NULL;
  ToMalloc(&str, 100);
  strcpy(str, "hello");
  printf(str);
}
int main()
{
  test3();
  return 0;
}


大家可以看到跟问题一我们改进后的代码几乎是是一样的 ,也确实输出hello

问题便是存在内存泄漏 ,我们没有对malloc开辟的空间进行free


1.4问题四

void test4()
{
  char* str = (char*)malloc(100);
  strcpy(str, "hello");
  free(str);
  if (str != NULL)
  {
    strcpy(str, "world");
    printf(str);
  }
}
int main()
{
  test4();
  return 0;
}

str已经被释放了,str成为了野指针,又对野指针进行操作(非法访问内存 )


二.柔性数组

C99 中,结构中的最后一个元素允许是未知大小的数组,这就叫做『柔性数组』成员

基本形式如下:

typedef struct st_type

{

       int i ;

       int a [ 0 ]; // 柔性数组成员 部分编译器不能识别时换成:int a[];

} type_a ;

2.1柔性数组特点

  1. 结构中的柔性数组成员前面必须至少一个其他成员
  2. sizeof 返回的这种结构大小不包括柔性数组的内存
  3. 包含柔性数组成员的结构一般使用malloc ()函数进行内存的动态分配,并且分配的内存应该大于结构的大小,以适应柔性数组的预期大小(多的一部分要给柔性数组)
typedef struct s
{
  char a;
  int b;
  int c[0];//柔性数组成员
};
int main()
{
  printf("%d", sizeof(struct s));
  return 0;
}

b4d12eedbb324933b4dad65d2ea3543c.png

2.2柔性数组的使用

struct s
{
  char a;
  int b;
  int c[0];//柔性数组成员
};
int main()
{
  struct s* s1 = (struct s*)malloc(sizeof(struct s)+20);
  if (s1 == NULL)
  {
    perror("malloc");
    return 1;
  }
  //赋值
  s1->a = 'a';
  s1->b = 6;
  for (int i = 0; i < 5; i++)
  {
    s1->c[i] = i;
  }
  //打印
  for (int i = 0; i < 5; i++)
  {
    printf("%d ",s1->c[i]);
  }
  //如果不够,就扩容
  struct s* s2 = (struct s*)realloc(s1, sizeof(struct s) + 40);
  if (s1 != NULL)
  {
    s1 = s2;
  }
  else
  {
    return 1;
  }
  //释放
  free(s1);
  s1 = NULL;
  return 0;
}


2.3柔性数组的优势

也许我们会想,下面的代码也有相同的作用啊,为什么还要用柔性数组呢?

struct S
{
  char a;
  int b;
  int* c;
};
int main()
{
  struct S* s1 = (struct s*)malloc(sizeof(struct s));
  if (s1 == NULL)
  {
    perror("malloc");
    return 1;
  }
  //赋值
  s1->a = 'a';
  s1->b = 6;
  s1->c = (int*)malloc(20);
  for (int i = 0; i < 5; i++)
  {
    s1->c[i] = i;
  }
  //打印
  for (int i = 0; i < 5; i++)
  {
    printf("%d ", s1->c[i]);
  }
  //如果不够,就扩容
  int p = (struct s*)realloc(s1->c,40);
  if (s1 != NULL)
  {
    s1->c = p; 
  }
  else
  {
    return 1;
  }
  //释放
  free(s1->c); //先释放后部分,如果先释放前面的就找不到后面的了
  s1->c = NULL;
  free(s1);
  s1 = NULL;
  return 0;
}


我们可以知道还是柔性数组的代码更好:

优点一:方便内存释放

如果结构体里面做了二次内存分配,有时可能只针对结构体进行一次释放,这样就造成内存泄漏了。

如果我们把结构体的内存以及其成员要的内存一次性分配好了,并返回给用户一个结构体指针,用户做 一次free 就可以把所有的内存也给释放掉

优点二:这样有利于访问速度

连续的内存有益于提高访问速度,也有益于减少内存碎片


好嘞!这次的内容就先到这里了,感谢大家支持!!!


目录
相关文章
|
10月前
|
存储 编译器 C语言
【C语言】数据类型全解析:编程效率提升的秘诀
在C语言中,合理选择和使用数据类型是编程的关键。通过深入理解基本数据类型和派生数据类型,掌握类型限定符和扩展技巧,可以编写出高效、稳定、可维护的代码。无论是在普通应用还是嵌入式系统中,数据类型的合理使用都能显著提升程序的性能和可靠性。
416 8
|
11月前
|
C语言 开发者
C语言中的模块化编程思想,介绍了模块化编程的概念、实现方式及其优势,强调了合理划分模块、明确接口、保持独立性和内聚性的实践技巧
本文深入探讨了C语言中的模块化编程思想,介绍了模块化编程的概念、实现方式及其优势,强调了合理划分模块、明确接口、保持独立性和内聚性的实践技巧,并通过案例分析展示了其应用,展望了未来的发展趋势,旨在帮助读者提升程序质量和开发效率。
413 5
|
11月前
|
C语言
C语言编程中,错误处理至关重要,能提升程序的健壮性和可靠性
C语言编程中,错误处理至关重要,能提升程序的健壮性和可靠性。本文探讨了C语言中的错误类型(如语法错误、运行时错误)、基本处理方法(如返回值、全局变量、自定义异常处理)、常见策略(如检查返回值、设置标志位、记录错误信息)及错误处理函数(如perror、strerror)。强调了不忽略错误、保持处理一致性及避免过度处理的重要性,并通过文件操作和网络编程实例展示了错误处理的应用。
282 4
|
12月前
|
NoSQL C语言 索引
十二个C语言新手编程时常犯的错误及解决方式
C语言初学者常遇错误包括语法错误、未初始化变量、数组越界、指针错误、函数声明与定义不匹配、忘记包含头文件、格式化字符串错误、忘记返回值、内存泄漏、逻辑错误、字符串未正确终止及递归无退出条件。解决方法涉及仔细检查代码、初始化变量、确保索引有效、正确使用指针与格式化字符串、包含必要头文件、使用调试工具跟踪逻辑、避免内存泄漏及确保递归有基准情况。利用调试器、编写注释及查阅资料也有助于提高编程效率。避免这些错误可使代码更稳定、高效。
1563 12
|
10月前
|
算法 编译器 C语言
【C语言】C++ 和 C 的优缺点是什么?
C 和 C++ 是两种强大的编程语言,各有其优缺点。C 语言以其高效性、底层控制和简洁性广泛应用于系统编程和嵌入式系统。C++ 在 C 语言的基础上引入了面向对象编程、模板编程和丰富的标准库,使其适合开发大型、复杂的软件系统。 在选择使用 C 还是 C++ 时,开发者需要根据项目的需求、语言的特性以及团队的技术栈来做出决策。无论是 C 语言还是 C++,了解其优缺点和适用场景能够帮助开发者在实际开发中做出更明智的选择,从而更好地应对挑战,实现项目目标。
361 0
|
12月前
|
C语言 C++
C 语言的关键字 static 和 C++ 的关键字 static 有什么区别
在C语言中,`static`关键字主要用于变量声明,使得该变量的作用域被限制在其被声明的函数内部,且在整个程序运行期间保留其值。而在C++中,除了继承了C的特性外,`static`还可以用于类成员,使该成员被所有类实例共享,同时在类外进行初始化。这使得C++中的`static`具有更广泛的应用场景,不仅限于控制变量的作用域和生存期。
258 10
|
存储 算法 Linux
C语言 多进程编程(一)进程创建
本文详细介绍了Linux系统中的进程管理。首先,文章解释了进程的概念及其特点,强调了进程作为操作系统中独立可调度实体的重要性。文章还深入讲解了Linux下的进程管理,包括如何获取进程ID、进程地址空间、虚拟地址与物理地址的区别,以及进程状态管理和优先级设置等内容。此外,还介绍了常用进程管理命令如`ps`、`top`、`pstree`和`kill`的使用方法。最后,文章讨论了进程的创建、退出和等待机制,并展示了如何通过`fork()`、`exec`家族函数以及`wait()`和`waitpid()`函数来管理和控制进程。此外,还介绍了守护进程的创建方法。
C语言 多进程编程(一)进程创建
|
Linux C语言
C语言 多进程编程(三)信号处理方式和自定义处理函数
本文详细介绍了Linux系统中进程间通信的关键机制——信号。首先解释了信号作为一种异步通知机制的特点及其主要来源,接着列举了常见的信号类型及其定义。文章进一步探讨了信号的处理流程和Linux中处理信号的方式,包括忽略信号、捕捉信号以及执行默认操作。此外,通过具体示例演示了如何创建子进程并通过信号进行控制。最后,讲解了如何通过`signal`函数自定义信号处理函数,并提供了完整的示例代码,展示了父子进程之间通过信号进行通信的过程。
|
Linux C语言
C语言 多进程编程(四)定时器信号和子进程退出信号
本文详细介绍了Linux系统中的定时器信号及其相关函数。首先,文章解释了`SIGALRM`信号的作用及应用场景,包括计时器、超时重试和定时任务等。接着介绍了`alarm()`函数,展示了如何设置定时器以及其局限性。随后探讨了`setitimer()`函数,比较了它与`alarm()`的不同之处,包括定时器类型、精度和支持的定时器数量等方面。最后,文章讲解了子进程退出时如何利用`SIGCHLD`信号,提供了示例代码展示如何处理子进程退出信号,避免僵尸进程问题。
|
消息中间件 Unix Linux
C语言 多进程编程(五)消息队列
本文介绍了Linux系统中多进程通信之消息队列的使用方法。首先通过`ftok()`函数生成消息队列的唯一ID,然后使用`msgget()`创建消息队列,并通过`msgctl()`进行操作,如删除队列。接着,通过`msgsnd()`函数发送消息到消息队列,使用`msgrcv()`函数从队列中接收消息。文章提供了详细的函数原型、参数说明及示例代码,帮助读者理解和应用消息队列进行进程间通信。