C：缓冲区和指针答案

【问题标题】：C : buffer and pointersC：缓冲区和指针
【发布时间】：2018-12-20 09:36:37
【问题描述】：

我正在编写一个必须的小程序：

询问用户他将输入多少个数字（动态存储在 2 个选项卡中）
逐步输入数字，如果他是正数则进入缓冲区P，如果负数则进入缓冲区N
如果缓冲区中没有更多位置，则将其大小加倍
最后 printf 两个缓冲区

这是我的代码：

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

int main(){
    int length = 0;
    printf("Number of data: \n");
    scanf("%d", &length);
    int *bufferP = (int*)malloc(2*sizeof(int));
    int *bufferN = (int*)malloc(2*sizeof(int));
    int number = 0;
    for (int i = 0 ; i <= length ; i++){
        scanf("%d", &number);
        if(number < 0){
            if(*bufferN == NULL){
                printf("No more place");
                exit(0);
            }
            *bufferN= number;
            *bufferN++;
        }

        if(number >= 0){
            if(*bufferP == NULL){
                printf("No more place");

            }
            *bufferP = number;
            *bufferP++;
        }

    }

    int res =0;
    printf("tab negative : ");
    for (int i = 0; bufferN[i] != NULL; i++)
    {
        res = bufferN[i]; 
        printf("%d\n", res );
    }
    printf("tab positive : ");
    for (int i = 0; bufferP[i] != NULL; i++)
    {
        res = bufferP[i]; 
        printf("%d\n", res );
    }
}

我遇到了这些错误：

 In function ‘main’:
rev_S3_ptr.c:14:16: error: comparison between pointer and integer [-Werror]
    if(*bufferN == NULL){
                ^~
rev_S3_ptr.c:19:4: error: value computed is not used [-Werror=unused-value]
    *bufferN++;
    ^~~~~~~~~~
rev_S3_ptr.c:23:16: error: comparison between pointer and integer [-Werror]
    if(*bufferP == NULL){
                ^~
rev_S3_ptr.c:28:4: error: value computed is not used [-Werror=unused-value]
    *bufferP++;
    ^~~~~~~~~~
rev_S3_ptr.c:35:29: error: comparison between pointer and integer [-Werror]
  for (int i = 0; bufferN[i] != NULL; i++)
                             ^~
rev_S3_ptr.c:41:29: error: comparison between pointer and integer [-Werror]
  for (int i = 0; bufferP[i] != NULL; i++)

所以我的问题是：

缓冲区像标签一样工作，对吗？那么为什么我不能说如果指针为空它是满的并执行 *buffer ++ 呢？
在“No more place”处，我必须将缓冲区大小加倍，但我不知道该怎么做。

【问题讨论】：

你熟悉 struct 吗？
关于您的第一个问题，如果您看到C operator preference table，则代码*bufferN++ 与您编写bufferN++; *bufferN 几乎相同。这就是为什么编译器说你 error: value computed is not used 因为值 *bufferN 未被使用。

标签： c

【解决方案1】：

这个版本怎么样：

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

int main(){
    int length = 0;
    printf("Number of data: \n");
    scanf("%d", &length);
    int bufferP_size = 2, bufferP_loc = 0;
    int *bufferP = (int*)malloc(bufferP_size*sizeof(int));
    int bufferN_size = 2, bufferN_loc = 0;
    int *bufferN = (int*)malloc(bufferN_size*sizeof(int));
    int number = 0;
    for (int i = 0 ; i <= length ; i++) {
        scanf("%d", &number);
        if(number < 0) {
            if(bufferN_loc == (bufferN_size - 1)) {
                int *temp_buffer;
                printf("No more room in negative buffer, extending\n");
                bufferN_size *= 2; 
                temp_buffer = (int*)realloc(bufferN,bufferN_size*sizeof(int));
                if (temp_buffer == NULL) {
                    printf("Memory allocation failed, aborting\n");
                    free(bufferP);
                    free(bufferN);
                    exit(EXIT_FAILURE);
                }
                bufferN = temp_buffer;
            }
            bufferN[bufferN_loc++] = number;
        }

        if(number >= 0) {
            if(bufferP_loc == (bufferP_size - 1)) {
                int *temp_buffer;
                printf("No more room in positive buffer, extending\n");
                bufferP_size *= 2; 
                temp_buffer = (int*)realloc(bufferP,bufferP_size*sizeof(int));
                if (temp_buffer == NULL) {
                    printf("Memory allocation failed, aborting\n");
                    free(bufferP);
                    free(bufferN);
                    exit(EXIT_FAILURE);
                }
                bufferP = temp_buffer;
            }
            bufferP[bufferP_loc++] = number;
        }
    }

    int res =0;
    printf("tab negative : ");
    for (int i = 0; i < bufferN_loc; i++)
    {
        res = bufferN[i]; 
        printf("%d\n", res );
    }
    printf("tab positive : ");
    for (int i = 0; i < bufferP_loc; i++)
    {
        res = bufferP[i]; 
        printf("%d\n", res );
    }
    free(bufferP);
    free(bufferN);
    exit(EXIT_SUCCESS);
}

重大变化是：

读入缓冲区时不要丢弃缓冲区指针的开头
realloc 是你扩展缓冲区的朋友
当你到达缓冲区的末尾时，你不能使用指向缓冲区的指针来计算，你必须自己跟踪它有多大
存储当前位置以及缓冲区大小，以便跟踪从何处读取和写入

【讨论】：

对于健壮的代码，应该检查 (!=NULL) 调用 malloc() 和 realloc() 的返回值并使用 realloc() 将返回值分配给“temp”变量和在分配给目标变量之前，在那里执行有效性检查。否则当realloc()失败时，原来分配的堆内存的指针会丢失，导致内存泄漏
我已经在检查来自realloc 的返回值，并按照您的建议分配给一个临时变量。对malloc 的调用未修改原版 - 我同意他们应该检查 NULL 返回

【解决方案2】：

代码中存在以下问题：

malloc 不会在分配的内存末尾插入 NULL。所以检查if(*bufferN == NULL) 将不起作用。指针会取消对内存的引用，并且可能会得到一个垃圾值。
出现错误rev_S3_ptr.c:14:16: error: comparison between pointer and integer [-Werror] if(*bufferN == NULL){ 是因为您将值 (*bufferN) 地址与 NULL（用于 nil 地址）进行比较。
代码rev_S3_ptr.c:19:4: error: value computed is not used [-Werror=unused-value] *bufferN++; 引发错误，因为只需要增加地址。尊重没有帮助。
语句bufferP[i] 表示*(bufferP+i)，因此与NULL 比较时会出错。

【讨论】：

【解决方案3】：

考虑以下更改：

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

int main(){
    int length = 0;
    printf("Number of data: \n");
    scanf("%d", &length);

    int bufferP_cap = 2, bufferN_cap = 2;
    int bufferP_size = 0, bufferN_size = 0;
    int* bufferP = (int*)malloc(bufferP_cap * sizeof(int));
    int* bufferN = (int*)malloc(bufferN_cap * sizeof(int));

    int number = 0;
    for (int i = 0 ; i < length ; i++){  // '<' instead of '<='
        scanf("%d", &number);
        if(number < 0){
            if ( bufferN_size == bufferN_cap){
                bufferN_cap *= 2;
                bufferN = (int*)realloc(bufferN, sizeof(int)*bufferN_cap);
            }
            bufferN[bufferN_size++] = number;
        }
        else {
            if ( bufferP_size == bufferP_cap){
                bufferP_cap *= 2;
                bufferP = (int*)realloc(bufferP, sizeof(int)*bufferP_cap);
            }
            bufferP[bufferP_size++] = number;
        }
    }

    printf("tab negative : ");
    for (int i = 0; i < bufferN_size; i++)
        printf("%d\n", bufferN[i]);

    printf("tab positive : ");
    for (int i = 0; i < bufferP_size; i++)
        printf("%d\n", bufferP[i]);

    free(bufferN);
    free(bufferP);
}

【讨论】：

您可能会再次阅读这部分问题：'在“没有更多的地方”，我必须将缓冲区的大小加倍，但我不知道该怎么做。' 如果没有动态内存分配，这可能不会真正实现。
感谢这大大改进了代码，但是当我执行时出现“分段错误（核心转储）”
@Gerhardh，谢谢，我真的错过了这一点。更新了代码以支持 realloc
@grapes 请检查 malloc / realloc 失败，不要强制返回并使用“sizeof(*bufferN)”而不是“sizeof(int)”，因为 bufferN 的类型更改会导致无声的错误。
@Tom's，谢谢。修复了故障。关于强制转换返回类型 - 我知道不强制转换的原因，但我在 VS 上测试了这个示例，这需要我这样做。 sizeof(*p) 无疑是个不错的选择，但在这个例子中，我不想将点声明和初始化跨越到 2 行（紧凑的例子很重要），而使用像 t* a = malloc (100*sizeof(*a)) 这样的构造看起来是恶意的。

【解决方案4】：

让我们从头开始：

int *bufferP = (int*)malloc(2*sizeof(int));
int *bufferN = (int*)malloc(2*sizeof(int));

这是正确的，但你不应该强制转换（不要使用(int*)）malloc() 的结果。搜索“投射 malloc 结果”。另外，如果您打算让它按需增长，为什么还要分配 2 个插槽呢？为什么不是 10 或 100？为什么不只有一个？

让我们继续吧：

if(*bufferN == NULL){
  printf("No more place");
  exit(0);
}

在这里，您应该考虑 bufferN，而不是它所指向的内容。 NULL 用于检查指针本身，而不是指针所指向的值；这就是编译器抱怨的原因。无论如何请注意，bufferN 永远不会自动更改值，因此不要尝试比较它以了解缓冲区是否已满。唯一的办法就是数一数你放了多少东西。

最后：

        *bufferN= number;
        *bufferN++;

您正确地将数字存储在指针指向的位置。也许OK。但是在下一行你想增加指针，但你也取消引用它。这没有错，但不寻常——事实上编译器再次抱怨。

缓冲区就像标签一样工作，对吧？

错了。缓冲区是一个内存区域，由您操作，可能使用指针，而指针又由您操作。您必须跟踪发生的情况。

在“没有更多的地方”，我必须将缓冲区的大小加倍，但我不知道该怎么做。

您为此使用 realloc()。

我不想为你完成整个工作，但我可以解释你需要什么。我讲一个buffer，其他的也一样。

首先，像现在一样分配一个缓冲区，但只分配一个插槽。并引入一个计数器（一个 int）来计算缓冲区中有多少个数字。计数器最初为 0。

当用户输入一个数字时，你可以这样存储它：

bufferN[counterN] = number;
counterN++;

此时，您知道缓冲区已满。我们从只有一个（和空闲）插槽的缓冲区开始，现在我们没有......为什么不调整缓冲区的大小以再次添加一个空闲插槽？我们知道缓冲区中有counterN 项，缓冲区已满，所以我们想要一个带有counterN+1 个槽的新缓冲区； realloc() 可以做我们需要的。

请注意，要在缓冲区中读取和写入，语法 bufferN[...] 既简单又安全，因为您现在总是（通过 counterN）缓冲区有多大，它包含多少项目。而且您不会触摸指针本身。

还有其他方法可以做到这一点，但这是一种 - 不是最干净但合理的。我希望这会有所帮助。

编辑：在看到另一个回复后，我意识到要求是将缓冲区大小加倍。我上面的建议不符合这个要求。对不起...为您做更多工作...我们（您）不仅要计算添加到缓冲区的项目，还要计算缓冲区的大小。简单地说，另一个要管理的整数变量。好吧，有一个技巧可以避免这种情况，但还是别管它了 :-)

【讨论】：