为 char 数组分配内存以连接已知文本和整数

Question

我想连接一段文本，例如“答案是”与一个有符号整数，输出“数字是 42”。

我知道一段文本有多长（14 个字符），但我不知道数字的字符串表示形式会有多少个字符。

我假设最坏的情况，最大的有符号 16 位整数有 5 位，如果它是负数，再加一位，那么下面的代码是正确的方法吗？

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

int main()
{
    char *message;

    message = malloc(14*sizeof(char)+(sizeof(int)*5)+1);

    sprintf(message, "The answer is %d", 42);

    puts(message);

    free(message);
}

Answer 1

用途：

malloc(14*sizeof(char) /*for the 14 char text*/
       +(sizeof(char)*5) /*for the magnitude of the max number*/
       +1 /* for the sign of the number*/
       +1 /* for NULL char*/
      );

由于数字将被表示 作为 char 你必须使用 sizeof(char) 而不是 sizeof(int)。

Answer 2

不完全是，您只需要一些字符，因此不需要sizeof(int)。

但是，对于易于维护和可移植的代码，您应该具有以下内容：

#define TEXT "The answer is "
#undef CHARS_PER_INT
#if INT_MAX == 32767
    #define CHARS_PER_INT 6
#endif
#if INT_MAX == 2147483647
    #define CHARS_PER_INT 11
#endif
#ifndef CHARS_PER_INT
    #error Suspect system, I have no idea how many chars to allocate for an int.
#endif

int main (void) {
    char *message;

    message = malloc(sizeof(TEXT)+CHARS_PER_INT+1);
    sprintf(message, TEXT "%d", 42);
    puts(message);
    free(message);
    return 0;
}

这有很多优点：

• 如果更改字符串，则只更改一件事且仅更改一件事。 malloc 的参数会自动调整。
• 表达式sizeof(TEXT)+CHARS_PER_INT+1 在编译时计算。涉及strlen 的解决方案会产生运行时成本。
• 如果您尝试在整数可能导致溢出的系统上编译代码，您会被告知（修复代码）。
• 您实际上应该为该数字分配一个额外的字符，因为最大的 16 位数字（就字符数而言）是-32768（六个字符长）。您会注意到我仍然在末尾有一个+1 - 那是因为您需要为字符串空终止符留出空间。

Answer 3

一种方法（不一定推荐）使用stdio 函数本身为您提供字符数字的确切大小。

例如，如果您在分配内存之前打印数字（在某处，无论出于何种原因），您可以将%n 格式标识符与printf 一起使用。 %n 不打印任何东西；相反，您向它提供一个指向int 的指针，printf 用到目前为止已写入的字符数填充它。

另一个例子是snprintf，如果你有的话。您将希望它写入字符串的最大字符数传递给它，它会返回它应该写入的字符数，不包括最终的 nul。 （或 -1 错误。）因此，使用 1 字节的虚拟字符串，snprintf 可以准确地告诉您您的号码有多少个字符。

使用这些函数的一大优势是，如果您决定更改数字的格式（前导 0、填充空格、八进制输出、长整数等），您的内存不会溢出。

如果您有stdio 的GNU 扩展，您可能需要考虑使用asprintf。这和sprintf 完全一样，只是它会为您分配内存！无需组装。 （尽管您确实需要自己释放它。）但是您不应该依赖它来便携。

Answer 4

malloc((14 + 6 + 1) * sizeof(char));

• 字符串为 14 个字符
• 6 代表 de 数字 + 符号
• 1 代表“\0”

注意：Sizeof(int) 以字节为单位为您提供类型的大小。 Sizeof(int) == 4 如果 int 是 32 位，8 如果是 64 位。

Answer 5

我认为获得整数十进制表示的最大长度的正确公式是 (floor(log10(INT_MAX))+1);你也可以通过这种方式滥用预处理器：

#include <limits.h>
#define TOSTRING_(x) #x
#define TOSTRING(x) TOSTRING_(x)
/* ... */
#define YOUR_MESSAGE "The answer is "
char message[]=YOUR_MESSAGE "+" TOSTRING(INT_MAX);
sprintf(message+sizeof(YOUR_MESSAGE),"%d", 42);

，这也避免了堆分配。您可能希望使用 snprintf 以获得更好的安全性，尽管使用这种方法应该没有必要。

另一个类似的技巧是创建一个这样的函数：

size_t GetIntMaxLenght()
{
    const char dummy[]=TOSTRING(INT_MAX);
    return sizeof(dummy)+1;
}

如果编译器足够聪明，它可以完全清除编译代码中的 dummy var，否则最好将该 var 声明为 static 以避免每次调用函数时重新初始化它.

Answer 6

签名int 的安全近似值是（包括潜在- 符号的位数）：

(CHAR_BIT * sizeof(int) + 1) / 3 + 1

unsigned 的等价物是：

(CHAR_BIT * sizeof(unsigned) + 2) / 3

这将计算数字的数量 - 如果为空终止字符串分配空间，则将它们都加一以说明终止符。

这将略微高估非常长的类型所需的空间（并且在 int 具有填充位的特殊情况下也会高估），但它是一个很好的近似值，并且具有以下优点：是编译时常量。 CHAR_BIT 由<limits.h> 提供。