在 C 中使用 void 指针存储整数的最佳方法是什么？

Question

您好，我正在尝试在 c 中学习和构建数据结构，并且我想将整数逐步存储在堆栈中。 我的结构是这样的：

typedef struct STACK_NODE_s *STACK_NODE;
typedef struct STACK_NODE_s{
    STACK_NODE forward;
    void *storage;
} STACK_NODE_t;

typedef struct L_STACK_s{
    STACK_NODE top;
} L_STACK_t, *L_STACK;

在 while 循环中，我想以整数形式读取和存储我的字符。

//assume that str is an proper string
//assume that we have a linked stack called LS
int i=0;
int temp;
while(str[i]!='\0'){
    tmp=str[i]-'0';
    push(LS,(void *)&tmp);
}

我知道这不会正常工作，因为我们一遍又一遍地存储同一个变量的地址。 我是否需要分配一个辅助数组才能将它们一一存储，还是有更好的方法来做到这一点？

Answer 1

答案必须针对您的问题的两个不同方面： 如何组织一些项目的集合，以及从哪里获取内存来做到这一点。

首码sn -p / 链表格式

第一个代码 sn-p 就是这样。 它设置了一个linked list，它有它的优点和缺点，但是如果你事先不知道物品的数量，如果你希望能够在中间的某处快速移除或插入物品，它会非常有用列表，如果您不介意在列表中查找某个条目会花费您O(N) effort。

对于类通用库的实现...

...void* 与 ANSI C 一样好。 例如，在 C++ 中，您可以创建一个模板，使存储在列表中的类型保持打开状态（或者更好的是，您可以直接重用类 forward_list<int> 中众所周知的 STL 实现）。 可悲的是，ANSI C 没有可比的东西。 一种解决方案是您选择的解决方案，创建int 对象并将它们的地址挂钩到您的void* 列表中。 泛型库实现的另一种解决方案是使用类型的预编译器宏，并在包含泛型实现的头文件上方定义此宏。这试图类似于干净的 C++ 解决方案，但使用预编译器它不是类型安全的，因此这种方法远非美观，并且存在一些风险。

第二个代码sn -p / 内存分配

使用void* 而不是int（或任何非指针类型）创建列表需要您在列表旁边分配更多内存。 即，您不仅要分配每个列表项（= STACK_NODE_t 类型的变量），还要分配实际的条目值（例如，*(int*)(LS->storage)）。

这意味着您必须以某种超出堆栈的其他方式分配/取消分配数据。 在大多数系统上，您可以为此使用malloc/free，并且您只需考虑可用于malloc 的堆大小以及取消/分配所需的时间。 如果列表要实现实时要求或在嵌入式系统上，您可能没有malloc，或者您可能不被允许使用它。 然后你必须为你的列表分配和实现你自己的堆（=storage 项目的内存池）。 如何实现这样一个具有所需属性的内存池是一个单独的问题，它将带我们到这里很远。

在任何情况下，您都不能使用指向堆栈变量的指针（就像函数内部的局部变量），因为一旦函数退出，该变量“后面”的内存将不会为此目的而保留，并且内存可能同时用于不同的东西。 然而，这显然是第二个代码 sn-p 所做的。 正如你自己注意到的那样，走这条路……

我们一遍又一遍地存储同一个变量的地址。

为同一列表的另一个条目重用内存位置是上述风险的极端情况。

Answer 2

我像预期的那样使用辅助数组解决了这个问题。如果有人想出更好的解决方案，那就太受欢迎了。