动态分配结构属性的适当方法是什么？

Question

在我开始之前，我应该说这与直接问题无关，而是出于好奇和我无法找到与我所追求的确切相关的东西。我目前正在自学 C，我有其他几种语言的经验，所以除了确切地如何执行某些事情之外，这并不是什么新鲜事。

我想在 C 中做一个挑战，比如构建一个可以根据需要增长一定数量的 Stack，我选择为此使用结构：

#define INITIAL_STACK_SIZE 10

typedef struct Stack {
  int max_size;
  int cur_top;
  int *elements;
} Stack;

我将元素保留为空点，因此可以根据需要对其进行扩展，这使得构建堆栈的函数如下：

Stack *Stack_make() {
  Stack *stack = malloc(sizeof(Stack)); // This is ultimately where I become confused
  stack->max_size = INITIAL_STACK_SIZE;
  stack->cur_top = -1;
  stack->elements = malloc(sizeof(int) * INITIAL_STACK_SIZE);

  return stack;
}

正如我所指出的，我的困惑在于结构的 malloc。我知道 C 会在内存中对齐结构数据元素，所以我很好奇如果元素指针稍后或次要分配给结构本身，它会如何做到这一点。这是不好的做法吗？有更好的方法吗？

为了完整起见，这就是我要扩展堆栈的内容：

// Relevant bits only
int new_size = stack->max_size + INITIAL_STACK_SIZE;
int *elements = malloc(sizeof(int) * new_size));
if (elements != NULL) {
  memcpy(elements, stack->elements, sizeof(int) * stack->max_size);
  free(stack->elements);
  stack->elements = elements;
}

我知道这不是“代码审查”的最佳场所，但如果您有改进建议以及没有的建议，我们将不胜感激。 实际问题：在 C 中是否有更好的方法来做到这一点，我是否有任何陷阱？

Answer 1

我知道 C 会在内存中对齐 struct 数据元素，所以我很好奇如果元素指针稍后或次要分配给 struct 本身，它会如何做到这一点。

指针将与结构的其余部分位于同一连续内存中，但指针指向的malloc'ed 内存将位于malloc 放置的任何位置。 （毕竟，你可以拥有多个指向同一个内存的结构体；显然，它不能与所有结构体对齐。）

这是不好的做法吗？

这取决于“这个”是什么。如果“this”在结构中有一个指向动态分配内存的指针，那么不，这不是坏习惯。

也就是说，您的特定算法并不好，因为它涉及每次都复制所有内容。

有更好的方法吗？

是的，realloc。

realloc，如果可能，将扩展之前为该指针分配的内存。如果那不可能，那么它将为您移动内存块（并释放已使用的内存块）。返回值是一个指向内存的指针，可能是同一个指针，也可能是新的。

因此您的代码（或至少您共享的代码）变为：

int new_size = stack->max_size + INITIAL_STACK_SIZE;
int *elements = realloc(stack->elements, sizeof(int) * new_size);
if(elements != NULL) {
    stack->elements = elements;
}

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仅供参考，flexible array members（在 C99 中）具有可变长度，但为结构本身分配了 included in the memory。它们在这里不符合您的需求，但鉴于您对内存对齐的问题，您可能有兴趣了解它们。