未创建多个队列 - C

Question

起初我正在创建这个程序来满足一个队列，并且一切正常。我目前正在尝试创建多个队列，方法是使用一个结构数组，每个队列都用自己的 ID 标识。但看起来它仍然只创建一个队列（当我使用一个列出所有队列的函数时，它只列出一个），我需要一些帮助来修复它。代码如下：

    #define MAX_MESSAGES 5
    #define MAX_MSG_LEN 20
    #define MAX_QUEUES 5

    typedef struct queue{
        int front, rear, size;
        char elements[MAX_MESSAGES][MAX_MSG_LEN];
    }queue_t;

    typedef struct MsgQs{
        int id;
        queue_t *qs[MAX_QUEUES];
    }MsgQs_t;


int main(){
int id, i = 0;

    MsgQs_t *qs = initializeMsgQs_t();
    //MsgQs_t *qs = NULL;
    queue_t *pq = NULL;

while(1){
        printf("\n1) Create new queue");
        printf("\n0) Quit");
        printf("\nEnter choice:");
        scanf(" %c", &choice);
        getchar();

        switch(choice){
            case '1': //createQ
                printf("\nCreating a queue!\nEnter Queue-ID (Ex. 1234):");
                scanf("%d", &qs[i].id);
                pq = createQ(qs[i].id);
                printf("Queue with ID %d has been created successfully!\n", qs[i].id);
                i++;
                break;
            case '0':
                printf("\nQuitting");
                exit(1);
            default:
                printf("Incorrect. Re-enter.\n");
                break;
        }
    }
}

MsgQs_t* initializeMsgQs_t(){
    MsgQs_t* qs = malloc(sizeof(MsgQs_t));

    return qs;
}

queue_t* createQ(){

    queue_t* pq = malloc (sizeof(queue_t));

    pq -> front = 0;
    pq -> rear = 0;
    pq -> size = 0;

    return pq;
}

尽管我最小化了程序以指示我在程序中遇到的第一个问题，但我还有更多关于这些多个队列的功能。

Answer 1

这里的这一行正在造成内存泄漏：

pq = createQ(qs[i].id);

createQ 返回一个指向queue_t 实例的有效指针，并将其分配给pq。但是，在下一次迭代中，pq 将被分配给 queue_t 的新实例。 pq 只能指向 queue_t 的单个实例，因此上一次迭代的实例不再可访问。这是典型的内存泄漏。有几种方法可以解决这个问题，但归结为拥有多个指向queue_t 的指针。看起来您尝试了使用 MsgQs_t 结构的正确方法。我将提供一个适合您尝试做的事情的解决方案。

首先是这个定义：

typedef struct MsgQs{
    int id;
    queue_t *qs[MAX_QUEUES];
}MsgQs_t;

当您创建MsgQs_t 的实例时，您现在拥有一个固定大小MAX_QUEUES 的数组queue_t*。 createQ 中的malloc 覆盖了这个 queue_t* 数组。当您实例化MsgQs_t 时，您已经为指针分配了空间。这只是对堆栈与堆分配的误解。这是char* 的一个更简单的示例。

char* charptr = malloc(10);  /* heap allocation requires malloc */
char chararray[10];          /* This is ALREADY allocated 10 chars on the stack */

所以你可以直接分配给结构成员qs。很难说，但看起来您的意图实际上是每个队列有 1 个id。如果是这种情况，您的结构定义应如下所示：

typedef struct MsgQs{
    int id;
    queue_t *msgQueue; /* changed name to avoid confusion */
}MsgQs_t;

您还想更改initializeMsgQs_t 中的malloc 大小：

//This allocates MAX_QUEUES MsgQs_t structs
MsgQs_t* qs = malloc(MAX_QUEUES * sizeof(MsgQs_t));

//This only allocates 1:
MsgQs_t* qs = malloc(sizeof(MsgQs_t));

现在，您有一个MAX_QUEUES 类型的MsgQs_t 结构的堆分配数组。然后，您可以直接在循环中分配给它们。下面是循环的重写版本。我更改了 while 循环，因为我们不想循环传递的 MAX_QUEUES。访问 qs[MAX_QUEUES] 将是未定义的行为，并可能导致分段错误。

while (i < MAX_QUEUES) {
    printf("\n1) Create new queue");
    printf("\n0) Quit");
    printf("\nEnter choice: ");
    scanf("%c", &choice);
    getchar();

    switch(choice) {
        case '1': //createQ
            printf("\nCreating a queue!\nEnter Queue-ID (Ex. 1234):");
            scanf("%d", &qs[i].id);
            getchar();
            qs[i].msgQueue = createQ();
            printf("Queue with ID %d has been created successfully!\n", qs[i].id);
            i++;
            break;
        case '0':
            printf("\nQuitting");
            exit(1);
        default:
            printf("Incorrect. Re-enter.\n");
            break;
    }
}