带空指针的动态数组答案

【问题标题】：Dynamic array with void pointer带空指针的动态数组
【发布时间】：2014-01-24 07:29:46
【问题描述】：

所以学习 C 中的指针，我认为作为练习，我可以做一些通用数组，并且在像这样使用 void** 时我得到了它：

struct array{
    void **data;
    size_t size, capacity;
};

像这样插入元素：

void array_append(array *a, void *element){
    if(a->size == a->capacity){
        a->capacity += ARRAY_GROW_CONSTANT;
        a->data = realloc(a->data, sizeof(void*)*a->capacity);
    }
    a->data[a->size++] = element;
}

但这不是很好。数组存储指向元素的指针，因此当元素的范围结束时，它变得无效，并且它使数组的内容分散在整个内存中。我认为这可以通过分配元素本身来解决

a->data[a->size++] = element;

我会做类似的事情

a->data[a->size] = malloc(inserted_element_size);
memcpy(a->data[a->size], &element, inserted_element_size);
size++;

但我认为在使用普通 void* 而不是 void** 时我可以获得相同的功能

struct array{
    void *start;
    size_t element_size, size;
};

并插入类似的元素

void array_append(array *a, void *element){
    a->size += 1;
    a->data = realloc(a->data, (a->size*a->element_size));
    memcpy(a->data + (a->size - 1)*a->element_size, &element, a->element_size);
}

但这会导致段错误，我不知道为什么。据我了解（显然我不了解），指针是内存中的地址，所以如果我有一个连续的内存块，我可以使用偏移量在其中存储任何类型的变量。

编辑：感谢您的解释，它真的很有帮助。

a->数据初始化为什么？

我使用了一个函数来初始化数组，a->data 被初始化为 element_size。

调用者必须将结果转换为元素 *

我认为我可以使用宏来缩短打字时间（我认为这是一件坏事？），但我不知道从 void* 到 struct* 的类型转换性能。

对我来说，直接创建元素的动态数组似乎更实用。

但这不允许我将数组用作通用数组？我想要的是定义一个通用数组，我可以用它来存储任何类型，比如

array *a1 = create_array(sizeof(int)); // array of int
array *a2 = create_array(sizeof(double)); // array of double
etc...

为什么要将数据存储在一个连续的块中？

因为我认为您需要一个连续的内存块才能使用带有偏移量的 memcpy。

【问题讨论】：

标签： c pointers void-pointers pointer-arithmetic

【解决方案1】：

使用 void* 作为数据数组对代码的最后部分进行注释。代码应该可以工作，但有问题：

您传递的是元素指针的地址，而不仅仅是指针本身，它已经指向正确（希望）数据。

您也不能对 void 进行指针运算，但某些编译器允许这样做。

memcpy 的正确版本应该是

memcpy ( ( unsigned char* )a->data + (a->size - 1)*a->element_size, element, a->element_size);

【讨论】：

【解决方案2】：

a->data 初始化为什么？为此，应在创建（空）数组时将其设置为 NULL。

此外，您的地址计算不考虑指针算术。 a->data 是一个指针（指向 void *），因此 (a->size - 1)*a->element_size 偏移量将乘以指针的大小（指向 void *）。将a->data 设置为void * 会导致编译器错误，因为void 没有大小。

如果你真的想这样做，最好将a->data声明为char *，保证大小为1。

注意：访问您的数组需要转换为 (element*)。这将阻止您使用方括号。
您将必须提供一个访问器功能，例如 void * array_at(size_t index) { return &a->data[index*a->element_size]; }
然后调用者必须将结果转换为element *。

直接创建elements 的动态数组对我来说似乎更实用。
如果你愿意，你仍然可以拨打realloc。

但我想到的第一个问题是：为什么要将数据存储在连续的块中？

这并不像您想象的那样节省内存，因为重复调用 realloc() 会加重内存分配器的压力，浪费时间进行复制，甚至可能比单个 mallocs 的集合更碎片化堆。

【讨论】：