C语言不同方式之间的差异

struct node{
  int w;
  int x;
}
struct node *item;

请解释这些说法之间的区别。
我在不需要 malloc 之后读到类型转换。为什么会这样？
1( item = malloc(sizeof(*item));
2( item = malloc(sizeof(struct node));
3( item = (struct node *) malloc(sizeof(struct node));

在功能上，这三者都是等价的。

从风格上讲，1 是首选选项(至少对我和其他一些 C 程序员来说是这样(。请注意，sizeof 是运算符，而不是函数，仅当操作数是类型名称时才需要括号。因此，您可以编写sizeof *item而不是sizeof (*item) - 括号除了可读性之外不会伤害任何东西。另请注意，sizeof不会尝试评估其参数(它不会尝试取消引用item(;它所做的只是计算结果类型所需的字节数，并在编译时而不是运行时执行此操作。

就 C 而言，您不应该投射 malloc 的结果。从 1989 年的标准开始，它不再需要; malloc返回一个void *，可以分配给任何其他指针类型，而不需要显式强制转换¹。

在 C89 标准下，如果您忘记包含stdlib.h或没有范围内malloc声明，则转换malloc的结果可能会禁止显示有用的诊断。 C89仍然允许隐含的int声明;如果编译器在代码中看到没有声明的函数调用，则假定该函数返回int值。如果忽略了强制转换，编译器会抱怨您正在尝试为指针对象分配整数值。使用强制转换时，编译器将在没有诊断的情况下编译代码，但你会将指针值转换为int并再次转换回指针，这可能有效，也可能无效。

C99 标准摆脱了隐式int声明，所以这不再是问题; 无论是否投射，如果您忘记包含stdlib.h，您将获得诊断。出于可读性和可维护性的原因，您仍应保留强制转换;它所做的只是添加无用的视觉混乱。如果您更改目标的声明(从 struct foo * 更改为 struct bar *(，那么您还必须更新 cast，这只是额外的工作，如果您忘记这样做，那么这是一个错误。无论您对item类型进行何种更改，item = malloc( sizeof *item )都将始终做正确的事情，而无需任何进一步的维护。

C++ 是一种与具有不同规则的 C 语言不同的语言，不允许在没有显式强制转换的情况下将void *分配给另一种指针类型，因此在这种情况下，您必须强制转换 malloc 的结果。如果要从 C 迁移到 C++并且尚未重做所有动态内存管理代码(这是在C++代码中使用 malloc 的唯一借口(，则会出现此问题。当然，您不应该在C++中使用malloc/calloc/realloc;使用标准容器之一，或使用 new 运算符。

^{1 - 在 C89 标准之前，malloc、calloc 和 realloc 都返回char *，因此如果目标不是不同的指针类型，则需要强制转换。不幸的是，即使不再需要，这个习惯仍然存在}

在这种特殊情况下，所有方法都会给你完全相同的结果。

1：

item = malloc(sizeof(*item));

*item是一个struct node，因此sizeof(*item)将返回struct node的大小，并且该行将为单个节点分配内存。这有时比 2 更可取(，就像您要重构item为不同的类型一样，您不需要更改此行。

阿拉伯数字：

item = malloc(sizeof(struct node));

这句话是不言自明的。但是，如前所述，如果要更改类型item则需要更改此行，因为分配的内存量将不再正确(也许纯粹是运气除外(。

3：

malloc返回指向 void 或 void * 的指针。即使没有强制转换，这也会自动转换为正确的类型。事实上，有几个人(包括我自己(会强烈建议你永远不要使用类型转换。有关更多详细信息，请阅读此问题的已接受答案

让我们看看这些：

1) item = malloc(sizeof(*item));

上面的代码是 C 中的经典方式。使用calloc可能更安全，因为它会将分配的结构清除为所有位零。一个有用的副作用，如果您稍后向结构中添加字段并忘记在分配的每个实例中malloc后面的代码中初始化，它将节省您的费用。我建议：

1 preferred) item = calloc(1, sizeof(*item));

下面的替代方法假设item是指向struct node的指针。当您第一次编写代码时，它可能为 true，如果您稍后更改item类型，或者如果您将代码复制到item是不同类型的其他位置并且您忘记进行更改，则可能会变为 false。

2) item = malloc(sizeof(struct node));

最后一个选项表现出另一个问题：

3) item = (struct node *) malloc(sizeof(struct node));

转换 malloc 的返回值的问题在其他地方已经讨论了很多。这在C++中是必要的，在 C 中被认为是无用的和潜在的容易出错。在某种情况下，它实际上可能起到很好的作用：

#define alloc_node()  ((struct node*)calloc(1, sizeof(node)))
item = alloc_node();

在这里，建议使用强制转换来检测错误类型的分配。如果item不是指向struct node的指针，编译器将抱怨并防止该错误。

总之，更喜欢calloc而不是malloc，更喜欢sizeof(*item)而不是sizeof(node node)。如果上下文不允许使用 sizeof(*dst) ，如上所述或在表达式或函数参数中使用，则使用强制转换。

表单 2 不好，因为您可能会意外分配错误的内存量。

表单 1 和表单 3 都允许程序员目视检查分配是否正确：

   item = malloc(sizeof(*item));
// ^^^^                 ^^^^^
   item = (struct node *) malloc(sizeof(struct node));
//        ^^^^^^^^^^^^^^^              ^^^^^^^^^^^^^

一旦您了解到varname应该与*varname一起使用，或者(Typename *)应该与(Typename)一起使用，那么您更有可能快速检测到尺寸错误。

正如主线程所解释的那样，在 C89 中，表格 3 是危险的，而表格 1 是安全的。在C99及更高版本中，这一基本原理不那么令人信服，但是Form 1具有更紧凑的优点，并且需要更少的维护。如果更改了item的类型，则任何 Form 3 行都将触发编译错误，而 Form 1 行将自动与更新的类型正常工作。

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