使用 malloc 为 C 指针赋值，无需变量初始化答案

【问题标题】：Assigning values to C pointers using malloc without variable initialization使用 malloc 为 C 指针赋值，无需变量初始化
【发布时间】：2021-03-19 12:05:32
【问题描述】：

来自this question，我明白为什么下面的代码可能不起作用：

int *ptr;
*ptr = 1000;
printf("%d", *ptr);

当我使用：gcc file.c; ./a.out 编译和运行它时，我得到了：

分段错误（核心转储）./a.out

这里的ptr 可能指向一个没有初始化变量的随机位置。对吗？

但是，当使用malloc() 时不会出现该问题。

int *ptr = malloc(sizeof(int));
*ptr = 1000;
printf("%d", *ptr);

malloc 是否初始化其指针指向的变量？

【问题讨论】：

malloc() 不会初始化变量，但它会在内存中保留一些空间（您需要的大小），通常您需要根据变量的类型来确定变量大小所需的空间。
是错字吗？ int *ptr = 1000; 应该是*ptr = 1000; 和第一个代码一样吗？
“没有变量初始化”是什么意思？在变量定义期间赋值就是初始化。从哪里获得该值并不重要。
我想知道为什么int *ptr; *ptr = 1000 在打印时返回分段错误。当我使用 malloc 时，这并没有发生，我能够打印 ptr 指向的值。

标签： c pointers malloc

【解决方案1】：

简短回答：否

malloc 不初始化变量。它只是分配内存。您可以将整数放入函数中，例如malloc(8)，它只会分配8个字节供以后使用。如果您进一步查看 malloc 函数，它实际上返回 void* 数据类型。以后可以将其类型转换为其他数据类型。

根据您的代码malloc(sizeof(int))，实际上sizeof(int) 返回一个整数，表示您放入其中的数据类型/变量的大小。

【讨论】：

如果我使用int *ptr = malloc(4);，我不会从第二个代码块中得到分段默认错误。但是，当我尝试打印时，第一个使用 int *ptr; 的代码块会返回分段错误
@Shahin 在您的第一个代码块上，您没有分配所需的内存。这就是为什么你不能给它赋值。
我想我现在明白了。当我使用int *ptr; 时。使用malloc() 分配内存以进行动态分配，或者为静态分配的指针初始化一个int 变量（int num; int *ptr = &num）。数组也分配内存：int ptr[sizeof(int)]

【解决方案2】：

您链接的帖子或多或少地解释了它。没有涉及的一件事是未定义的行为 - 这正是没有 malloc 的版本中会发生的情况。

如果你尝试使用这样的指针，各种事情都会出错——你还没有说应该指向的位置。它可以指向任何地方。

这一行：

int *ptr = malloc(sizeof(int));

是确实是一个初始化。这里发生了两件事：（1）malloc 在内存中保留空间，以便您随后可以使用指针；（2）它返回该内存的起始地址。

地址被分配给ptr - 它本身就是一个变量。而且，像所有变量一样，您不能在未初始化的情况下使用它们。如果这样做，那是无效代码，因此会导致未定义的行为。

让我们再深入一点：

如果您不调用malloc，则您的指针无效，不应使用。为了证明这一点，请尝试编译您的代码，例如使用旧的 gcc。

如果你运行：

gcc program.c  # no flags

它会编译——但仅仅因为gcc 给了你一个二进制文件，并不意味着它会做你想做的事。当你运行它时，它（大多数时候）会惨遭失败。

但是，如果你运行：

gcc -Wall program.c  # enable warnings

它会警告您 ptr 未初始化未使用。但是，它仍然会生成一个您可以运行的二进制文件——结果与以前相同。

最后，如果你运行：

gcc -Wall -Werror program.c  # enable warnings and turn them into errors

它会再次警告你同样的事情，但这一次，它不会产生二进制文件——这正是你在这种情况下真正想要的。在这里，gcc 告诉您确实有一些非常错误的地方，您的代码根本无效。

现在，回到关于未定义行为的话题。一旦你编译了你的无效代码（使用前两种方法中的任何一种——顺便说一句，请永远不要这样做），运行它通常会给你一个“分段错误”（seg fault）。然而，它不是必须的，也不能保证你的程序会做什么。 所有变量，包括指针，都需要初始化。

顺便说一句，如果您查看this 的帖子，它会告诉您为什么您需要在这里调用malloc——这是因为您正在动态分配内存，所以它将是在堆中而不是在堆栈中。

【讨论】：

非常有帮助！谢谢！

【解决方案3】：

案例一：
代码：

int *ptr;
*ptr = 1000;

*ptr 表示您正在取消引用 ptr 指针。取消引用未初始化的指针是undefined behaviour。未定义的行为包括它可能执行不正确（崩溃或静默生成不正确的结果），或者它可能恰好按照程序员的意图执行。

案例二：
代码：

int *ptr = malloc(sizeof(int));
*ptr = 1000;

malloc 分配内存块（大小以字节为单位）并在成功时返回指向新分配内存开头的指针。新分配的内存块没有初始化。

当这样做时：

int *ptr = malloc(sizeof(int));

假设malloc 调用成功，它返回指向新分配内存开头的指针。这个返回的指针将被分配给ptr 指针。所以，现在ptr 指针已初始化，尽管它指向的内存未初始化。
由于ptr 指针指向一个有效内存位置，您可以取消引用并访问它。

在此声明中

*ptr = 1000;

取消引用ptr 并将1000 分配给该内存位置。现在，ptr 指针指向的内存位置包含值1000。访问这个值非常好。

补充：

遵循良好的编程习惯 - 始终检查 malloc 返回。你应该这样做：

  int *ptr = malloc (sizeof (int));
  if (NULL == ptr) {
    exit(EXIT_FAILURE); // or whatever you want to do at malloc failure do it here
  }

【讨论】：