我正在尝试理解代码片段 释放双指针
和 为什么要使用双指针?或者为什么要使用指针指向指针?
我想了解以下两者之间的区别。两个代码段都来自上述网址
int** pt;
pt = (int*) malloc(sizeof(int)*10);
和
*pt = (int*) malloc(sizeof(int)*10);
你能用一些例子和图纸来详细说明吗
首先,代码片段不好有几个原因 - 第一个是将malloc
的结果强制转换为错误的类型,并使用错误的类型来计算内存量。 修复演员表和类型问题,我们有:
int **pt;
pt = malloc( sizeof *pt * 10 ); // allocate space for 10 int *
*pt = malloc( sizeof **pt * 10 ); // allocate space for 10 int
执行第一行后,您有以下内容:
int ** int *
+---+ +---+
pt: | | --------------->| | pt[0]
+---+ +---+
| | pt[1]
+---+
| | pt[2]
+---+
...
+---+
| | pt[9]
+---+
您已为 10 个int *
对象留出空间,pt
指向其中的第一个对象。
下一行
*pt = malloc( sizeof **pt * 10 ); // allocate space for 10 int
为 10 个int
对象分配空间,并将pt[0]
设置为指向它们:
int ** int * int
+---+ +---+ +---+
pt: | | --------------->| | pt[0] -------->| | pt[0][0]
+---+ +---+ +---+
| | pt[1] | | pt[0][1]
+---+ +---+
| | pt[2] | | pt[0][2]
+---+ +---+
... ...
+---+ +---+
| | pt[9] | | pt[0][9]
+---+ +---+
这说明了分配"交错"数组的一种方法;您仍然可以将其索引为pt[i][j]
,但与真正的 2D 数组不同,这些行在内存中不相邻,并且每行可能有不同的长度。 你通常会把它写成
pt = malloc( sizeof *pt * ROWS );
if ( pt )
{
for ( size_t r = 0; r < ROWS; r++ )
{
pt[r] = malloc( sizeof *pt[r] * COLS );
}
}
完成所有这些操作后,您将得到如下所示的内容:
int ** int * int
+---+ +---+ +---+---+ +---+
pt: | | ---------> | | pt[0] --------> | | | ... | | pt[0][0] - pt[0][COLS-1]
+---+ +---+ +---+---+ +---+
| | pt[1] ------+
+---+ | +---+---+ +---+
| | pt[2] ---+ +-> | | | ... | | pt[1][0] - pt[1][COLS-1]
+---+ | +---+---+ +---+
... |
| +---+---+ +---+
+----> | | | ... | | pt[2][0] - pt[2][COLS-1]
+---+---+ +---+
以下错误,编译器应该抱怨类型:
int** pt;
pt = (int*) malloc(sizeof(int)*10);
由于另一个原因,这也是错误的(这里pt
实际上并没有指向任何可用的东西):
int** pt;
*pt = (int*) malloc(sizeof(int)*10);
指向T
的指针是T *
类型的变量,可能包含某些内存的地址,这些内存可能包含T
类型的元素:
+------+
| | pointer to T
+------+
|
v
+-------------+-------------+-------------+
| | | | elements of type T
+-------------+-------------+-------------+
例如,在 C 中,要获取绘制的内容,您可以编写:
int *pi;
pi = malloc(sizeof(int)*3);
如果你有一个指向T
指针的指针,那么图表可能是这样的:
+------+
| | pointer to pointer to T
+------+
|
v
+------+------+------+
| | | | pointers to T
+------+------+------+
| | | +-------------+-------------+-------------+
| | +---->| | | | elements of type T
| | +-------------+-------------+-------------+
| | +-------------+-------------+
| +---->| | | elements of type T
| +-------------+-------------+
|
v
+-------------+-------------+-------------+-------------+
| | | | | elements of type T
+-------------+-------------+-------------+-------------+
代码可以是:
int **ppi;
ppi = malloc(sizeof(int *)*3);
ppi[0] = malloc(sizeof(int)*3);
ppi[1] = malloc(sizeof(int)*2);
ppi[2] = malloc(sizeof(int)*4);
当然,malloc
可能会失败,返回值应该针对失败进行测试。
使用强制转换,您帮助编译器在此代码片段中查找错误
int** pt;
pt = (int*) malloc(sizeof(int)*10);
例如,错误消息可能如下所示
error: assignment from incompatible pointer type [-Werror=incompatible-pointer-types]
pt = (int*) malloc(sizeof(int)*10);
^
如果没有强制转换,编译器可以接受这个明显无效的代码,因为函数malloc
的返回类型是void *
的,并且可以将类型void *
的指针分配给指向任何其他类型的对象的指针。
也就是说,在赋值的右侧,计算的表达式具有int *
类型,而在赋值的左侧有一个类型为int **
的对象,并且没有从类型int *
到类型int **
的隐式转换。
此代码片段
int** pt;
*pt = (int*) malloc(sizeof(int)*10);
因其他原因无效。指针pt
不是由对象的有效地址初始化的。 如果指针具有自动存储持续时间,则它具有不确定值;如果指针具有静态存储持续时间,则具有 NULL。在任何情况下,它的取消引用都会导致未定义的行为。
所以写起来是正确的
int* pt;
^^^^^^^
pt = (int*) malloc(sizeof(int)*10);
然而这种结构
int** pt;
//...
*pt = (int*) malloc(sizeof(int)*10);
可以在某些上下文中有效。
假设您声明了一个指针
int *pt;
并希望在函数中初始化它。在这种情况下,您必须通过引用将指针传递给函数。否则,该函数将处理指针的副本,在这种情况下,不会在函数中分配原始指针。
因此,相应的代码片段可以看起来像演示程序中显示的那样
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
size_t f( int **pt )
{
const size_t N = 10;
*pt = (int*) malloc( sizeof( int ) * N );
if ( *pt )
{
int value = 0;
for ( size_t i = 0; i < N; i++ ) ( *pt )[i] = value++;
}
return *pt == NULL ? 0 : N;
}
int main( void )
{
int *pt;
size_t n = f( &pt );
if ( n )
{
for ( size_t i = 0; i < n; i++ ) printf( "%d ", pt[i] );
putchar( 'n' );
}
free( pt );
}
程序输出为
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9