C - 如何找到结构的大小？

Question

在 c 中，假设你有以下结构和一个实例：

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

int main()
{
    typedef struct _a {
        int *a1;
        float *a2;
        char *a3;
    }a;

    a b;
    b.a1 = (int *) malloc(sizeof(int) * 10);
    b.a2 = (float *) malloc(sizeof(float) * 10);
    b.a3 = (char *) malloc(sizeof(char) * 10);

    return 0;
}

现在，如何找到与变量 b 分配/关联的总内存？ sizeof(b) 将只返回结构中指针的组合大小，但不会计算使用 malloc 为不同类型/大小分配的内存的总和。如何在内存中找到这个结构的总大小（包括填充，如果适用）？

Answer 1

您必须自己跟踪结构的总大小。

C 基础架构不知道将哪些内存分配给哪些指针。 甚至通过指针创建一个强大的、通用的内存“所有权”概念也是极其困难的。

为了说明，请意识到结构的元素可能包含引用其他内存的其他指针。其中一些引用可能在循环中（循环链表、无向图）。

在这种情况下，计算内存可能变得非常困难。如果两个不同的元素指向同一个内存，应该计算两次还是一次？什么系统会跟踪哪些内存被计算在内？该系统如何适应 C 的极简范式？

要完成您的要求，我认为您需要一种具有反射/内省功能的语言，例如 Java 或 .Net (C#)。

Answer 2

没有标准的方法。

如果您想知道每个指向的数组中存储了多少内存，则需要在结构中显式记录该信息，例如：

typedef struct _a {
    int *a1;
    float *a2;
    char *a3;
    size_t num_elements_a1;
    size_t num_elements_a2;
    size_t num_elements_a3;
}a;

Answer 3

sizeof() 将考虑必要的填充。但是，它不是“深”sizeof，这意味着它不会跟随指针/引用，也不会包含指向对象的大小，包括 a1...a3 数组你的榜样。

如果这是您要查找的内容，则必须自己计算。最简单的方法是跟踪为每个数组分配的元素数量，并在大小计算中使用它。

Answer 4

sizeof() 将返回结构的大小，包括填充，但是要计算包括分配内存在内的总大小，您必须编写自己的函数。为此，您还需要记录已分配的每种数据类型的数量，因为在分配完成后无法知道这一点。

Answer 5

执行此操作的一种非常非常非标准的方法是确定系统 malloc 的工作方式。这确实适用于大多数 linux'es

你把 malloc 给你的指针移回 sizeof(ptr) - 这里存储的值通常是 malloc 调用中保留的内存块的大小。

这样做会使所有保修失效，我只会将其用于调试。不过，最好在 malloc 内存时存储该值。