在动态分配的结构中分配变量答案

【问题标题】：Allocation of variables inside dynamically allocated structs在动态分配的结构中分配变量
【发布时间】：2018-12-29 19:49:33
【问题描述】：

假设有一个包含指向数组的指针及其大小的结构，如下所示：

typedef struct {
    int * array;
    int arr_size;
}IntArray;

如果想把它放在另一个结构中，可以通过两种方式完成：

typedef struct{
    IntArray ia;
    //other variables
}Base1;

typedef struct{
    IntArray * ia;
    //other variables
}Base2;

当我动态分配Base1 和Base2（例如Base1 b1 = (Base1 *)malloc(sizeof(Base1));）时会发生什么，为什么我应该选择一种方式而不是另一种方式？

【问题讨论】：

“它可以通过两种方式完成”——这两个不同的结构非常非常不同。
始终努力使用更少的指针。如果你能解释为什么你绝对需要一个指针，那就太好了。如果你不能，你就不需要它。因此，除非您出于某种特定原因需要 Base2，否则 Base1 可以防御。
@n.m.如果array 具有已知大小，则该数组也可以就地存在：int array[1234] 完全避免动态分配（或指向堆栈分配的数组）。

【解决方案1】：

嵌套结构的空间作为其父结构中的空间存在，这意味着它们不需要自己的分配（但它们可能仍需要自己的初始化），而作为指针的结构字段都需要分配并在父对象启动时释放（这是 C 中内存泄漏的常见原因，因为它没有像 C++ 那样的自动对象析构函数）。虽然如果使用指针，您可以指向堆栈中可能存在的另一个数组/对象（从而避免malloc/free），但是您可能会遇到对象生命周期错误，具体取决于对象的范围和生命周期的差异.
嵌套结构就地存在，因此它们不能被其他实例共享。这可能是理想的，也可能不是理想的（您可以使用 C++ 中的模板来解决这个问题，在 C 中您必须满足于a hideous preprocessor macro）。
因为动态分配的对象（例如您的数组和您的 Base2 类型的嵌套 ia 成员）存在于物理内存的不同位置，这意味着您的代码不会利用CPU 的缓存可以利用空间局部性并且你会招致双指针取消引用。所以你的代码会运行得更慢。

无论如何：在 C 语言中，您通常应该尽量减少指针的使用。

【讨论】：

【解决方案2】：

基本上问题是一样的，我应该分配一个结构还是一个指向结构的指针？那就是：

IntArray myStruct;

或

IntArray *myStructPtr;

所讨论的变量在结构中这一事实没有区别，您可以选择其中任何一个。

并且您访问它们的方式与它们不在另一个结构中时的访问方式相同，当然是在引用外部结构内的字段之后，所以

Base1 包含实际的 IntArray 结构，所以你会

Base1 *b1 = malloc(sizeof(*b1));
b1->ia.array = malloc(yourSizeHere);

Base2 包含一个指向 IntArray 结构的指针，因此您需要将其指向现有的 IntArray 结构或 malloc() 内存，然后将其作为指针访问。

Base2 *b2 = malloc(sizeof(*b2));
b2->ia = malloc(sizeof(*(b2->ia)));
b2->ia->array = malloc(yourSizeHere);

【讨论】：