初始化一个 C 结构数组，其大小在编译时未知答案

【问题标题】：Initializing a C struct array, with a size not known at compile time初始化一个 C 结构数组，其大小在编译时未知
【发布时间】：2012-12-15 14:50:52
【问题描述】：

我没有找到这个问题的确切答案，所以要么这是一个愚蠢的问题，要么是显而易见的。我想知道它是否会产生未定义的行为。

我定义了一些结构类型：

typedef struct {
    char string1[17];
    char string2[33];
    int   someInt;
    float someFloat;
} my_struct_t;

我需要该结构的多个实例（就像您在结构数组中一样），但对象的数量在编译时是未知的。

这样初始化对吗？

my_struct_t *myStruct;
size_t noOfElements;
size_t completeSize;
int index;    

/* ...code which sets the number of elements at runtime... */

completeSize = sizeof(my_struct_t) * noOfElements;

myStruct = malloc(completeSize);
memset(myStruct, 0, completeSize);

/* ...and then access it as if it were an array...*/

myStruct[index].someInt = 10; // index < noOfElements

这样做安全吗？ memset() 部分是我担心的。

【问题讨论】：

标签： c pointers struct initialization memset

【解决方案1】：

使用malloc 后跟memset 是可以的，但您可能希望考虑使用（未充分使用的）calloc。例如：

pMyStruct = calloc(noOfElements, sizeof(my_struct_t));

这将为所需数量的元素分配内存，并将它们初始化为二进制零。

【讨论】：

我愿意，但我正在使用的平台仅支持标准 C 库的一个子集。 calloc() 不幸的是不可用。
@Tomislav：奇怪，它应该在 stdlib.h 中。无论如何，看起来你被 malloc 和 memset 困住了。
这很奇怪。比这更奇怪的是，我什至不允许包含任何 ANSI C 头文件。事实上，我什至不能调用 malloc()。相反，我调用一个具有不同名称的函数，文档声明它充当标准 C malloc()。去搞清楚。因此，我正在编写的代码的可移植性并不是我的第一要务。 :)

【解决方案2】：

这样做安全吗？ memset() 部分是我担心的。

是的，这是安全的，因为这不会导致任何未定义的行为（缓冲区溢出、未初始化的值等）。

但是，它不一定会将您的值设置为零。 memset 将 bits 设置为 0，但这不一定与设置相同，例如float 到 0 的值（尽管在实践中，在大多数普通平台上都可以）。

【讨论】：

谢谢。所以分配给指针的整个内存将被清零，不会有溢出。这已经足够好了，但也感谢有关整数类型值的警告。

【解决方案3】：

这样做安全吗？ memset() 部分是我担心的。

您担心是对的 - 您的 memset 只是将所有位设置为零，这并不一定将成员设置为 0。

例如，没有什么可以保证 all-bits-0 实际上对于浮点数表示 0。指针也是如此：使其全位为 0 并不意味着它一定是 NULL。

编辑

NULL 可能表示为全位 0，也可能不表示为全位 0。引用 C 常见问题解答：

空指针的内部（或运行时）表示，它可以或者可能不是 all-bits-0 并且可能因不同而不同指针类型。

【讨论】：

没有任何保证，但 C 委员会也这样说：“据委员会所知，所有机器都将所有位为零视为浮点零的表示。”
@ouah 很高兴知道 :-) 最好在安全方面犯错
具有所有0 位的指针始终是空指针，它们与NULL 宏比较相等，尽管它们不能具有相同类型的NULL。实际上，0 是一个空指针常量。
@effeffe 不这么认为。你能提供报价吗？ c-faq.com/null/machexamp.html
@effeffe 我要说的是，将指针设置为 0 并不会在所有平台上使其为 NULL。

【解决方案4】：

您代码中的memset 会将所有位设置为0，这可能是您想要做的，也可能不是。特别是，不能保证全为零的指针是空指针。全零位的浮点值也不为零。

如果您希望您的代码完全可移植，那么您应该初始化每个元素。

my_struct_t *arr = malloc(N * sizeof arr[0]);
const my_struct_t default_my_struct = { 0 };
for (int i=0; i<N; i++)
    arr[i] = default_my_struct;

或者您可以使用 C99 复合文字进行初始化：

my_struct_t *arr = malloc(N * sizeof arr[0]);
for (int i=0; i<N; i++)
    arr[i] = (my_struct_t) { 0 };

在实践中，您必须努力找到一个 C 实现，上面的代码将与使用 memset 的变体产生不同的结果。

【讨论】：