malloc struct vs. 的“成员”当结构非常简单时，整个结构

Question

我在这个网站上搜索了关于结构的malloc 的主题。但是，我有一个小问题。结构元素上的malloc 是否与整个结构上的malloc 不同，尤其是当该结构非常简单时，即只有一个我们都想要分配的成员？为了清楚起见，请参见下面与 student 和 student2 结构对应的代码。

struct student {
    int* majorScore;
};

struct student2 {
    int majorScore[3];
};


int main()
{
    struct student john;
    john.majorScore = (int*) malloc(sizeof(int) * 3);
    john.majorScore[0] = 50;
    john.majorScore[1] = 27;
    john.majorScore[2] = 56;
 
    struct student2* amy= (struct student2*)malloc(sizeof(struct student2));
    amy->majorScore[0] = 50;
    amy->majorScore[1] = 27;
    amy->majorScore[2] = 56;


    return 0;
}

它们的内存级别不同吗？如果是，有什么区别？如果不是，就良好的编程风格而言，哪个可能更好？

Answer 1

首先，您动态分配一个结构，而不是另一个。所以你是在比较苹果和橙子。

---

静态分配的结构：

struct student john;
john.majorScore = malloc(sizeof(int) * 3);
john.majorScore[0] = 50;
john.majorScore[1] = 27;
john.majorScore[2] = 56;

struct student2 amy;
amy.majorScore[0] = 50;
amy.majorScore[1] = 27;
amy.majorScore[2] = 56;

struct student john
+------------+----------+      +----------+
| majorScore |         ------->|       50 |
+------------+----------+      +----------+
| [padding]  |          |      |       27 |
+------------+----------+      +----------+
                               |       56 |
                               +----------+

struct student2 amy
+------------+----------+
| majorScore |       50 |
|            +----------+
|            |       27 |
|            +----------+
|            |       56 |
+------------+----------+
| [padding]  |          |
+------------+----------+

struct student 使用更多内存，因为它有一个额外的值（指针），而且它的开销是两个内存块而不是一个。

struct student2 总是有正好三个分数的内存，即使你需要更少的分数。而且它不可能容纳超过 3 个。

---

动态分配的结构：

struct student *john = malloc(sizeof(struct student));
john->majorScore = malloc(sizeof(int) * 3);
john->majorScore[0] = 50;
john->majorScore[1] = 27;
john->majorScore[2] = 56;

struct student2 *amy = malloc(sizeof(struct student2));
amy->majorScore[0] = 50;
amy->majorScore[1] = 27;
amy->majorScore[2] = 56;

struct student *john
+----------+      +------------+----------+      +----------+
|         ------->| majorScore |         ------->|       50 |
+----------+      +------------+----------+      +----------+
                  | [padding]  |          |      |       27 |
                  +------------+----------+      +----------+
                                                 |       56 |
                                                 +----------+

struct student2 *amy
+----------+      +------------+----------+
|         ------->| majorScore |       50 |
+----------+      |            +----------+
                  |            |       27 |
                  |            +----------+
                  |            |       56 |
                  +------------+----------+
                  | [padding]  |          |
                  +------------+----------+

分析如上。

Answer 2

结构上的 malloc 简单吗？当然，它确实是。尽管您的struct student2 定义不需要任何malloc，但我认为直接使用结构并避免malloc 要简单得多。需要注意的是，结构上的malloc 只会分配结构本身的大小，而不是结构内指针指向的动态数据的大小。您要比较的是两个不同的结构，它们的实现非常不同，因此说“哪个更好”并不公平，因为这在很大程度上取决于您的实际用例。

为了清楚起见，假设你做了struct student* john = malloc(sizeof(struct student))。如果你为这样的结构分配存储空间，你仍然需要为majorScore 分配内存，因为它最初的malloc 只为int * 分配空间，除此之外什么都没有。如您所见，这使事情变得更加复杂。

所以结论是，一般来说，在编译时可能不知道数据大小的情况下，您只想使用malloc 进行动态内存分配。在您提供的示例中，没有理由通过 malloc 引入复杂性（以及可能的错误/泄漏）。在struct student 的示例中使用malloc 的效用是majorScore 可以是任意大小的数组，而不仅仅是struct student2 定义中的3。