将 malloc 与静态指针一起使用

Question

我知道声明一个ststic变量并以这种方式初始化它static int *st_ptr = malloc(sizeof(int));会产生一个编译错误消息（类型初始化元素不是常量），并通过这种方式使用单独的语句来解决这个问题static int *st_ptr; st_ptr = malloc(5*sizeof(int));

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在这种情况下我需要了解初始化运算符和赋值运算符之间的区别？以及为什么这种方式解决了问题？

Answer 1

首先，让我们简要介绍一下initialization 与assignment。

• 初始化：

这用于指定对象的初始值。通常，这意味着只有在定义变量时才会进行初始化。用于初始化对象的 value 称为 initializer。来自C11，章节6.7.9，

初始化器指定存储在对象中的初始值。

• 作业：

赋值是在任何（有效的）给定执行时间点分配（或设置）变量的值。引用标准，章节6.5.16，

赋值运算符将值存储在左操作数指定的对象中。

如果是简单赋值（= 运算符），

在简单赋值（=）中，右操作数的值被转换为 赋值表达式并替换左边指定的对象中存储的值 操作数。

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也就是说，我认为您的查询与 static 对象的初始化有关。

对于第一种情况，

static int *st_ptr = malloc(sizeof(int)); 

引自C11标准文档，章节§6.7.9，初始化，第4段，

具有静态或线程存储持续时间的对象的初始化程序中的所有表达式 应该是常量表达式或字符串文字。

关于常量表达式，来自同一文档的第 6.6 章，（强调我的）

常量表达式不得包含赋值、递增、递减、函数调用、 或逗号运算符，除非它们包含在不属于 评估。

很明显，malloc(sizeof(int)); 不是一个常量表达式，所以我们不能用它来初始化static 对象。

对于第二种情况，

static int *st_ptr;
st_ptr = malloc(5*sizeof(int));

您没有初始化static 对象。你让它未初始化。下一条指令，您将 分配 malloc() 的返回值给它。所以你的编译器不会产生任何抱怨。

Answer 2

当一个变量在函数内声明为静态时，它是在“数据段”或“bss 段”中创建的，取决于它是否被初始化。
这个变量是在二进制文件中创建的，并且必须有一个常量值 - 记住 - 函数内部的静态变量是在程序运行时甚至在 main() 开始之前创建的，它不能用任何函数初始化，因为程序还没有“运行”（没有种类评估或函数调用）
所以初始化器必须是常量或不首先初始化。

static int *st_ptr = malloc(sizeof(int));

在这里，您将 st_ptr 的创建与 malloc 绑定，但由于 malloc 是一个需要运行的函数，并且必须在任何其他函数运行之前创建 st_ptr - 这会创建不可能的状态

static int *st_ptr;
 st_ptr = malloc(5*sizeof(int));

在这里，st_ptr 被创建并且未初始化，它的创建不绑定到任何函数。 每次函数运行时 - malloc 都会发生。因此不依赖于 malloc 的激活和创建 st_ptr。

但正如我在评论中所说 - 这是非常危险的做法。您在同一个变量上分配越来越多的内存。避免它的唯一方法是在每个函数的末尾free(st_ptr)。这就是说 - 你不需要它首先是静态的

Answer 3

粗略地说，C 中的初始化是编译器将二进制数据输出到可执行文件时；赋值是实际可执行代码执行的操作。

所以，static int i = 5 使编译器将数据字5 输出到可执行文件的数据部分；而int i = func()让编译器生成几条CPU指令，call调用子程序，mov存储结果。

因此，表达式 static int i = func() 要求 1) 比 main() 更早计算（因为这是一个初始化），2) 要执行的一段用户代码（这可能只在新的上下文中才有意义）程序实例）。可以通过创建一些在main() 之前执行的隐藏初始化子程序来解决这个问题。实际上，C++ 就是这样做的。但是C没有这个特性，所以静态变量只能用常量初始化。