通过传递的 uint32_t 数组指针在函数中正确使用 malloc

Question

我在读取包含 4 字节无符号整数的二进制文件、释放传递的数组引用、将其重新分配到新大小然后尝试访问数组成员的函数中使用 malloc 时遇到困难。我认为问题出在 uint32_t 类型，因为该数组似乎被视为 8 字节整数数组，而不是 4 字节整数数组。不完全确定我哪里出错了，可能是使用 malloc，IE 也许我需要指示它以与我正在做的不同的方式创建 uint32_t 类型，或者它可能是其他的东西。代码：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <fcntl.h>
#include <sys/mman.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <stdint.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <malloc.h>

int filecheck (uint32_t **sched, int * count) {
    int v, size = 0;
    FILE *f = fopen("/home/pi/schedule/default", "rb");
    if (f == NULL) { 
        return 0; 
    } 
    fseek(f, 0, SEEK_END);
    size = ftell(f);
    fseek(f, 0, SEEK_SET);
    int schedsize = sizeof(uint32_t);
    int elementcount = size / schedsize;
    free(*sched);
    *sched = malloc(size);
    if (elementcount != fread(sched, schedsize, elementcount, f)) { 
        free(*sched);
        return 0;
    } 
    fclose(f);
// This works correctly and prints data as expected
    for (v=0;v<elementcount;v++) { 
        printf("Method 1 %02d %u \n", v, ((uint32_t*)sched)[v]);
    }

// This skips every other byte byt does not print any numbers > 32 bit unsigned
    for (v=0;v<elementcount;v++) { 
        printf("Method 2 %02d %u \n", v, sched[v]);
    }
// This treats the binary file as if it was 64 bit uints, printing 64 bit numbers
    for (v=0;v<elementcount;v++) { 
        printf("Method 3 %02d %lu \n", v, sched[v]);
    }
    *count = elementcount;
    return 1;
}

int main (){
    uint32_t *sched = NULL;
    int i, count = 0;
    if (filecheck(&sched, &count)) {
        for (i=0;i<count;i++) { // At the next line I get a segmentation fault
            printf("Method 4 %02d %u\n", i, sched[i]);
        }
    } else {
        printf("Error\n");
    }
    return 0;
}

我按要求添加了文件读取代码。尝试以我正在做的方式访问 main() 中的数组 sched 将打印我正在读取的数据，就好像它是 8 字节整数一样。所以我猜 sched 被视为一个 64 位整数数组，而不是我定义的 32 位数组。我想这是因为我释放了它并再次在它上面使用了 malloc。但我相信我指示 malloc 它应该创建的类型是 uint32_t 所以我很困惑为什么数据没有被这样对待。

编辑：找到了一种让它工作的方法，但不确定它是否正确（方法 1）。这是将此数组视为 uint32_t 类型的唯一且最干净的方法吗？当然，编译器应该知道我在处理什么类型，而不必每次使用它时都强制转换。

编辑：实际上，当我尝试在 main 中访问它时，我遇到了段错误。我在代码中添加了一条注释来反映这一点。我之前没有注意到这一点，因为我在几个地方使用了 for print 循环来跟踪编译器如何查看数据。

编辑：不确定是否可以添加二进制数据文件。我是在十六进制编辑器中手工制作的，它的确切内容并不那么重要。在 bin 文件中，FF FF FF FF FF FF FF FF 应该被读取为 2 个 uint32_t 类型，而不是 1 个 64 位整数。 Fread AFAIK 不关心这一点，它只是填充缓冲区，但如果那是错误的，则需要更正。

TIA，皮特

Answer 1

// This works correctly and prints data as expected
    for (v=0;v<elementcount;v++) { 
        printf("Method 1 %02d %u \n", v, ((uint32_t*)sched)[v]);
    }

这不太对，因为sched 是uint32_t**，而你分配给*sched。而且还因为%u 不是您应该打印uint32_t 的方式。 首先取消引用sched，然后应用数组索引访问。

你想要printf("%02d %"PRIu32"\n", v, (*sched)[v]));

// This skips every other byte byt does not print any numbers > 32 bit unsigned
    for (v=0;v<elementcount;v++) { 
        printf("Method 2 %02d %u \n", v, sched[v]);
    }

是的，那是因为 sched[v] 是 uint32_t*，并且由于它是指针类型并且您可能在 64 位机器上运行，它可能是 64 位...所以您使用 8- 进行迭代字节增量而不是 4 字节增量，并尝试将指针打印为 %u。 8*10 比 4*10 大，也会越界，很可能会导致分段错误。

// This treats the binary file as if it was 64 bit uints, printing 64 bit numbers
    for (v=0;v<elementcount;v++) { 
        printf("Method 2 %02d %lu \n", v, sched[v]);
    }

这类似于第二个示例，只是您使用稍微更合适但仍然不正确的%lu 打印。

您还需要将fread() 改为*sched 而不是sched，否则会导致UB，这很可能会在您尝试读取数组时导致分段错误 .

另外，你在 main 中的 for 循环永远不应该运行，因为你没有将 count 设置为 filecheck 中的任何内容，所以它应该仍然为零（至少在没有 UB 的情况下）。

其他cmets：

• 正如您刚刚了解到的，不要将 malloc() 的结果转换为 C。
• main() 应该返回一个值。 0 如果一切顺利的话。
• 当然，您可以使用fwrite() 将一些uint32_t 以字节形式写入文件。
• 查看malloc()的结果，看是否成功。
• 将size_t 用于size_t 值而不是int，并相应地打印(%zu)。