函数内部 malloc 的 C 用法

Question

我有以下功能：

char * decrypt(const char *p, int key) {
  char *tmp = malloc(strlen(p) + 1);
  for (int i = 0; p[i] != '\0'; i++) {
    if (p[i] >= 'A' && p[i] <= 'Z') {
      if (key <= p[i] - 'A')
        tmp[i] = p[i] - key;
      else
        tmp[i] = p[i] - key + 'Z' - 'A' + 1;
    } else if (p[i] >= 'a' && p[i] <= 'z') {
      if (key <= p[i] - 'a')
        tmp[i] = p[i] - key;
      else
        tmp[i] = p[i] - key + 'Z' - 'A' + 1;
    }
  }
  return tmp;
}

我正在为临时指针*temp 分配内存：

char *tmp = malloc(strlen(p) + 1);

但我不会在任何地方释放它。

据我所知，释放内存有 4 个选项：

1. 在同一范围内使用free()（这对我来说是不可能的，因为我必须返回指针）
2. 使用alloca()，并非每个编译器都支持（不是 ANSI C）
3. malloc()函数外的指针并将该指针传递给函数，然后free()它在函数外
4. 将返回的指针分配给一个变量并释放该变量

这是选项 #4 的代码：

char *var;
var = malloc(MAX);
var = decrypt("Hello", 1);
free(var);

当我为变量var 分配一个返回的指针时，我是否必须malloc()，因为该指针已经是malloc()ed？

我的问题是：

在函数中使用malloc() 的最佳方式是什么？

如果我选择第 4 个选项，在将返回的指针分配给它之前，我是否必须 malloc() 变量？

Answer 1

应该是：

char *var = decrypt(whatever);
// ...use var...
free(var);

我不知道您为什么要在代码示例中预先泄漏一些内存。

您的计划 (3) 预先分配内存并让函数填充它也是可行的，但它会产生更冗长的代码，因为它引入了函数导致缓冲区溢出的可能性。

alloca 不起作用，因为该空间在函数返回时被释放。

Answer 2

您可以修改decrypt 函数的签名，以便它提供函数写入结果的指针。

void decrypt(char* dest, const char *p, int key);

这样，管理这个内存空间是调用者的全部责任。

Answer 3

问：在函数中使用 malloc() 的最佳方式是什么？

答：如果你真的想在函数内部分配内存（就像现在一样），你必须释放这个函数外部的内存（也许使用其他补充函数）。有时人们会为这些函数使用特殊名称（例如 decrypt_ma() 而不是 decrypt()）来记住内存分配的事实。

问：如果我使用第 4 种方式，我是否必须在分配返回的指针之前对该变量进行 malloc() ？

答：如果你在调用 decrypt() 之前分配内存，decrypt() 根本不应该返回指针（你将使用 p 进行所有操作，而不是 const 在主体函数）。

Answer 4

一个简单的替代方法是就地修改字符串：

void decrypt(char *p, int key) {
    for (; *p; p++) {
        if (*p >= 'A' && *p <= 'Z') {
            if (key <= *p - 'A')
                *p -= key;
            else
                *p += ('Z' - 'A' + 1) - key;
        } else
        if (*p >= 'a' && *p <= 'z') {
            if (key <= *p - 'a')
                *p -= key;
            else
                *p += ('Z' - 'A' + 1) - key;
        }
    }
}

请注意，您可以使用 256 字节数组编写更简单、更高效的实现。