“malloc(sizeof(struct a *))”和“malloc(sizeof(struct a))”是一样的吗？

Question

这个问题是Malloc call crashing, but works elsewhere的延续

我尝试了以下程序，发现它可以正常工作（即没有崩溃 - 上面提到的链接中也提到了这一点）。我可能很幸运能够让它工作，但我正在寻找 SO 专家的合理解释，说明为什么它有效？！

这里是使用malloc() w.r.t structures和pointers分配memory的一些基本理解

• malloc(sizeof(struct a) * n) 分配 n 类型的数量 struct a 元素。并且，可以使用pointer-to-type-"struct a" 存储和访问此内存位置。基本上是struct a *。
• malloc(sizeof(struct a *) * n) 分配 n 类型的数量 struct a * 元素。然后每个元素都可以指向struct a 类型的元素。基本上malloc(sizeof(struct a *) * n) 分配一个array(n-elements)-of-pointers-to-type-"struct a"。而且，分配的内存位置可以使用pointer-to-(pointer-to-"struct a") 进行存储和访问。基本上是struct a **。

所以当我们创建array(n-elements)-of-pointers-to-type-"struct a"时，是不是

1. 将其分配给struct a * 而不是struct a ** 是否有效？
2. 使用pointer-to-"struct a"访问/取消引用分配的array(n-elements)-of-pointers-to-type-"struct a"有效吗？

data * array = NULL;

if ((array = (data *)malloc(sizeof(data *) * n)) == NULL) {
    printf("unable to allocate memory \n");
    return -1; 
}   

sn-p代码如下：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int main(void) 
{
    typedef struct { 
        int value1;
        int value2;
    }data;

    int n = 1000;
    int i;
    int val=0;

    data * array = NULL;

    if ((array = (data *)malloc(sizeof(data *) * n)) == NULL) {
        printf("unable to allocate memory \n");
        return -1; 
    }   
    printf("allocation successful\n");

    for (i=0 ; i<n ; i++) {
        array[i].value1 = val++;
        array[i].value2 = val++;
    }   

    for (i=0 ; i<n ; i++) {
        printf("%3d %3d %3d\n", i, array[i].value1, array[i].value2);
    } 

    free(array);
    printf("freeing successful\n");

    return 0;
}

---

编辑： 好的，如果我按照 错误

执行以下操作

data * array = NULL;
if ((array = (data *)malloc(sizeof(data *) * n)) == NULL) {

有没有办法捕获（在编译时使用任何GCC 标志）这些意外的编程错字有时可能会起作用并且可能随时爆发！我使用-Wall 编译了它，但没有发现任何警告！

Answer 1

似乎存在根本性的误解。

malloc(sizeof(struct a) * n) 分配 n 个类型 struct a 元素。

不，这正是人们通常在这样的电话之后使用它的方式。 malloc(size) 分配size 字节的内存区域。您对该区域的处理完全取决于您。唯一重要的是不要超出分配内存的限制。假设有4个字节float和int和8个字节double，在malloc(100*sizeof(float));成功后，可以将400个字节中的前120个作为15个doubles的数组，后120个作为数组30 个floats，然后在其后面放置一个包含 20 个chars 的数组，如果您愿意，用 35 个ints 填充剩余的 140 个字节。这是完全无害的定义行为。

malloc 返回一个void*，可以隐式转换为任何类型的指针，所以

some_type **array = malloc(100 * sizeof(data *)); // intentionally unrelated types

很好，它可能不是您想要的内存量。在这种情况下，很可能是这样，因为无论指针指向什么，它们都倾向于具有相同的大小。

更有可能给你错误的内存量是

data *array = malloc(n * sizeof(data*));

如你所愿。如果您将分配的内存块用作data 类型的n 元素数组，则有三种可能性

1. sizeof(data) < sizeof(data*)。那么你唯一的问题就是浪费了一些空间。
2. sizeof(data) == sizeof(data*)。一切都很好，没有浪费空间，就好像你根本没有错字一样。
3. sizeof(data) > sizeof(data*)。然后，您将访问在触摸以后的数组元素时不应该访问的内存，这是未定义的行为。根据不同的情况，它可以始终如一地工作，就好像你的代码是正确的一样，立即因段错误或介于两者之间的任何东西而崩溃（从技术上讲，它的行为方式可能无法有意义地置于这两者之间，但这是不寻常的）。

如果你故意这样做，知道第 1. 或 2. 点适用，这是不好的做法，但不是错误。如果您无意中这样做，则无论哪个点适用，它都是错误的，无害但很难找到，而 1. 或 2. 适用，有害但通常在 3. 的情况下更容易检测。

在你的例子中。 data 分别是 4 个。 8 个字节（可能），在 64 位系统上将它们放入 1。 2. 以高概率，在 32 位系统上分为 2 位。 3.

避免此类错误的推荐方法是

type *pointer = malloc(num_elems * sizeof(*pointer));

Answer 2

没有。

sizeof(struct a*) 是指针的大小。
sizeof(struct a) 是整个结构的大小。

Answer 3

这个array = (data *)malloc(sizeof(data *) * n) 为结构data 分配了一个sizeof(data*)（指针），如果你想这样做，你需要一个array 成为data** array。

在您的情况下，您希望指针指向内存中的结构 sizeof(data)，而不是另一个指针。这需要data**（指向指针的指针）。

Answer 4

将其分配给 struct a * 而不是 struct a ** 是否有效？

嗯，从技术上讲，这样赋值是有效的，但是取消引用这样的指针是错误的（UB）。你不想这样做。

使用pointer-to-“struct a”访问/取消引用分配的array(n-elements)-of-pointers-to-type-“struct a”是否有效？

不，未定义的行为。