使用 realloc 后设置位

Question

我正在尝试修复我设置已分配空间的第 N 位的函数。如果 N 的大小大于 malloc 的空间大小，则重新分配更多空间以便能够设置第 N 位。

我的问题是，每当我设置比分配的空间高一点时，它就会设置两位。我已经玩了一段时间了，我感到很困惑。我觉得问题在于不正确地使用 realloc？

一个例子是，当我尝试设置第 52 位时，它会产生以下输出：

0001 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0001 0000 0000 0000 0000 0000

第 52 位和第 20 位均已设置

我在这里复制了我的整个程序：https://repl.it/@dholton/Broken

更具体地说，这是我的功能：

Status bit_flags_set_flag( BIT_FLAGS hBit_flags, int flag_position ) {

  bits *phBit_flags = ( bits * ) hBit_flags ;
  int *new_data = NULL ;

  if ( flag_position < phBit_flags -> capacity ) {

    // Check to see if the bit request to set is lower than the memory allocated.
    *phBit_flags -> data |= ( 1 << flag_position ) ;

  } else if ( flag_position >= phBit_flags -> capacity ) {

    // The bit requested is larger so realloc new data to reach the length of the requested bit.
    new_data = ( int * ) realloc( phBit_flags -> data, ( flag_position / 8 ) + 1 ) ;

    if ( new_data == NULL ) {

      free( new_data ) ;
      return FAILURE ;

    }

    free( phBit_flags -> data ) ;

    phBit_flags -> data = new_data ;
    phBit_flags -> size = flag_position ;
    phBit_flags -> capacity = ( flag_position / 8 + 1 ) * 8 ;
    // capacity is number of bits

    *phBit_flags -> data |= ( 1 << flag_position ) ;
    // Set nth bit

    return SUCCESS ;

  }

  return FAILURE ;

}

Answer 1

有多个问题：

• 用于存储位的类型int 不合适：您应该使用unsigned int 或干脆使用unsigned char。

• 设置位的方法不正确，请看下面的更正。

• 以更大尺寸重新分配的数组未初始化为超出原始尺寸的0。在成功调用 realloc 后，您必须自己执行此初始化。

这是一个更正的版本：

typedef struct Bits {
    size_t size;
    size_t capacity;
    unsigned char *data;
} bits;

Status bit_flags_set_flag(BIT_FLAGS hBit_flags, int flag_position) {
    bits *phBit_flags = hBit_flags;

    if (flag_position >= phBit_flags->capacity) {
        // The bit requested is larger so realloc new data to reach the length of the requested bit.
        size_t cur_size = phBit_flags->capacity / 8;
        size_t new_size = flag_position / 8 + 1;
        unsigned char *new_data = realloc(phBit_flags->data, new_size);
        if (new_data == NULL) {
            return FAILURE;
        }
        memset(new_data + cur_size, 0, new_size - cur_size);
        phBit_flags->data = new_data;
        phBit_flags->size = flag_position + 1;
        // capacity is number of bits
        phBit_flags->capacity = new_size * 8;
    }
    // Set nth bit
    phBit_flags->data[flag_position / 8] |= 1 << (flag_position & 7);

    return SUCCESS;
}

Answer 2

*phBit_flags -> data |= ( 1 << flag_position ) ;

应该是这样的

size_t pos = flag_position / (8 * sizeof phBit_flags->data[0]);
size_t bit = flag_position % (8 * sizeof phBit_flags->data[0]);

phBit_flags -> data[pos] |= ((typeof(phBit_flags->data[0]))(1) << bit);

Answer 3

这整块都是错的

new_data = ( int * ) realloc( phBit_flags -> data, ( flag_position / 8 ) + 1 ) ;

if ( new_data == NULL ) {

  free( new_data ) ;
  return FAILURE ;

}

free( phBit_flags -> data ) ;

phBit_flags -> data = new_data ;
phBit_flags -> size = flag_position ;
phBit_flags -> capacity = ( flag_position / 8 + 1 ) * 8 ;

realloc 可能会返回 NULL，你检查一下，但 free(new_data) 是 本质上是在做free(NULL)。您应该释放原始指针并将其设置为NULL。

if(new_data == NULL)
{
    free(phBit_flags->data);
    phBit_flags->data = NULL;
    return FAILURE;
}

如果realloc 确实返回了一个指针，它可能是一个新指针。如果是新的 指针，realloc 已经释放了旧内存，你不必这样做。

所以在分配之前删除free( phBit_flags -> data ) ; phBit_flags->data = new_data.

我不确定分配大小是否正确。通常你通过乘法分配 sizeof(int) 或 sizeof *var 所需的新尺寸。但是( flag_position / 8 ) + 1 不这样做，实际上它甚至不是倍数或 4（假设一个 int 等于 4)，因此您分配的空间可能比您需要的少。

*phBit_flags -> data |= ( 1 << flag_position ) ;

这只有在flag_position 不大于 31 时才有效（同样， int 的大小为 4）。所以你必须计算哪个字节 您需要进行换档。

如果您想拥有比int 可以容纳的更多位，那么您可以分配一个 ints 的数组并在您的数组中使用例如 little endian，这意味着 最低有效位应在data[0] 中。

不懂你flag_position / 8计算，哪里来的8 从？例如，如果 flag_position 是 35，那么 35 / 8*sizeof(int) 会给出 1，35 % 8*sizeof(int) 会给你 3，所以第 35 位将在 您必须设置data[1] 的第 3 位。

所以 realloc 应该是

new_data = realloc( phBit_flags -> data,
        ((flag_position / 8*sizeof(phBit_flags->data) + 1) * sizeof *phBit_flags->data);

(flag_position / 8*sizeof(phBit_flags->data) + 1 会给你多少 ints 你需要，sizeof *phBit_flags->data); 给你一个大小 int.

所以位的设置：

size_t idx = flag_position / (8 * sizeof *phBit_flags->data);
size_t bit = flag_position % (8 * sizeof *phBit_flags->data);

phBit_flags->data[idx] |= (1 << bit);