在结构中分配内存时出现不可预测的行为



我是C语言的新手,想了解内存分配和指针是如何工作的。但我正在为我的代码的一些奇怪行为而挣扎。请参阅下面的代码和输出。我使用的是mingw,gcc 4.9.2版本(tdm-1(,不确定是错误还是我遗漏了什么?这是向函数发送结构的正确方式吗?简单地将静态分配的数组分配给指针可以吗?没有来自gcc btw.的警告

#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
typedef struct S {
int *a;
} s_t;
s_t
create_s () {
s_t s;
s.a = malloc ( sizeof ( int ) * 5 );
for ( int i = 0; i < 5; ++i ) {
s.a [ i ] = i << 1;
}
return s;
}
void
fill_s ( s_t s ) {
for ( int i = 0; i < 5; ++i ) {
s.a [ i ] = i;
}
}
void
kill_s ( s_t s ) {
free ( s.a );
}
void
fill1_s_from_const ( s_t s ) {
int array [ 5 ] = { 11, 21, 31, 41, 51 };
s.a = array;
}
s_t
fill2_s_from_const () {
int array [ 5 ] = { 12, 22, 32, 42, 52 };
s_t s;
s.a = array;
return s;
}
void
copy_s_from_const ( s_t s ) {
int array [ 5 ] = { 111, 222, 333, 444, 555 };
for ( int i = 0; i < 5; ++i ) {
s.a [ i ] = array [ i ];
}
}
int
main () {
s_t s = create_s ();
printf ( "ncreate_sn" );
for ( int i = 0; i < 5; ++i ) {
printf ( "%dn", s.a [ i ] );
}
fill_s ( s );
printf ( "nfill_sn" );
for ( int i = 0; i < 5; ++i ) {
printf ( "%dn", s.a [ i ] );
}
copy_s_from_const ( s );
printf ( "ncopy_s_from_constn" );
for ( int i = 0; i < 5; ++i ) {
printf ( "%dn", s.a [ i ] );
}
kill_s ( s );
// not working at all (array filled with garbage)
fill1_s_from_const ( s );
printf ( "nfill1_s_from_constn" );
for ( int i = 0; i < 5; ++i ) {
printf ( "%dn", s.a [ i ] );
}
// works partly (array filled correctly but some fields are still full of garbage)
s = fill2_s_from_const ();
printf ( "nfill2_s_from_constn" );
for ( int i = 0; i < 5; ++i ) {
printf ( "%dn", s.a [ i ] );
}
// same as fill1_s_from_const or fill2_s_from_const (imo) but works perfectly fine
int b [ 5 ] = { 11, 22, 33, 44, 55 };
s.a = b;
printf ( "ninlinen" );
for ( int i = 0; i < 5; ++i ) {
printf ( "%dn", s.a [ i ] );
}
}

输出

void
fill1_s_from_const ( s_t s ) {
int array [ 5 ] = { 11, 21, 31, 41, 51 };
s.a = array;
}

结构是按值传递的,因此此函数不执行任何操作。调用它之后,调用者的s.a仍然是以前的样子,在您的情况下,它是指向您刚刚释放的内存的指针。

s_t
fill2_s_from_const () {
int array [ 5 ] = { 12, 22, 32, 42, 52 };
s_t s;
s.a = array;
return s;
}

通过引用将数组分配给指针,因此调用此函数会在s.a中为调用方提供一个悬空指针。

// same as fill1_s_from_const or fill2_s_from_const (imo) but works perfectly fine
int b [ 5 ] = { 11, 22, 33, 44, 55 };
s.a = b;
printf ( "ninlinen" );
for ( int i = 0; i < 5; ++i ) {
printf ( "%dn", s.a [ i ] );
}

这是因为与fill2_s_from_const不同,指针在这里使用之前不会悬空。

好的,我明白了。

fill_s之所以有效,是因为我按值发送s,所以fill_s中的s.a与main中的s.a具有相同的值(指向同一内存块(,而两者都是独立的结构实例。

fill1_s_from_const的工作方式不同,因为我正在为函数调用时创建的本地s.a赋值,它与main中的s.a不同(值为(。如果s将作为指针传递,函数将作为fill2_s_from_const工作。

fill2_s_from_const只是将指向本地内存块的指针设置为s.a。当程序返回到主程序时,存储在其中的数据已经被销毁(在我的情况下——部分地,这让我感到困惑(。

抱歉问了这个愚蠢的问题(无法删除(。

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