循环内的结构数组

Question

我正在学习 C 并且正在玩结构，但我发现了一些我无法解释的行为，我想知道它为什么会发生。

这是我的代码：

struct my_struct{
  char *name;
};

int main()
{

  struct my_struct arr[3];
  int i = 0;
  char str[10];

  while (i<3)
  {
    fgets(str, 10, stdin);
    arr[i].name = str;
    printf("Array number %d: %s", i, arr[i].name); 
    i++;
  }

  printf("1 - %s\n2 - %s\n3 - %s", arr[0].name, arr[1].name, arr[2].name);

  return 0;
}

我的意见：

test1
test2
test3

预期输出：

Array number 0: test1

Array number 1: test2

Array number 2: test3
1 - test1

2 - test2

3 - test3

结果输出：

Array number 0: test1

Array number 1: test2

Array number 2: test3
1 - test3

2 - test3

3 - test3

结果输出：

问题是，只要 while 循环继续运行，它似乎就可以了；但是，当它退出时，它似乎将数组中结构的每个“名称”值设置为最后一个。

如果，一旦退出循环并在最后一个 printf() 之前，我手动设置了数组中最后一个结构的名称，这是唯一更新的结构，但之前的结构的名称仍然设置为最后一个进入循环内。

我想我错过了一些关于内存管理的信息，比如在再次调用 fgets() 之前刷新缓冲区或某事，但无法弄清楚发生了什么。有人知道这是怎么回事吗？

Answer 1

这是你所期望的，这样想，你有char str[10]，这是你的字符串存储的内存。当您使用arr[i].name = str 设置每个数组名称时，您将char * name 指向此内存。所以这就是你的 for 循环正在做的事情：

0. str = [];         arr[0].name = NULL; arr[1].name = NULL; arr[1].name = NULL;
1. str = [string1];  arr[0].name = str;  arr[1].name = NULL; arr[1].name = NULL;
2. str = [string2];  arr[0].name = str;  arr[1].name = str;  arr[1].name = NULL;
3. str = [string3];  arr[0].name = str;  arr[1].name = str;  arr[1].name = str;

所以到循环结束时，所有arr.name 指针都指向字符串，并且您每次都编辑了字符串。如果您希望各个 arr 元素存储自己的字符串，那么您最好这样做：

struct my_struct{
  char name[10]; // Note how each instance of `my_struct` now stores its own string.
};

int main() {
  struct my_struct arr[3];
  int i = 0;

  while (i<3) {
    fgets(arr[i].name, 10, stdin);
    printf("Array number %d: %s", i, arr[i].name); 
    i++;
  }

  printf("1 - %s\n2 - %s\n3 - %s", arr[0].name, arr[1].name, arr[2].name);

  return 0;
}

Live example

最后一点，您应该避免使用fgets(see here)。更喜欢getline。

Answer 2

你不能像arr[i].name = str那样复制一个C字符串。

您所做的是将每个name 指针设置为相同的地址，由str 表示。因此，当您调用printf 时，每个name 都指向同一个字符串str，而printf 只需打印三遍str。

如果要复制字符串，请使用strcpy。此外，您需要为 name 变量分配内存。

Answer 3

你必须为每个结构的 char *name 分配内存：

while (i<3)
  {
    fgets(str, 10, stdin);
    arr[i].name=(char *)malloc(10*sizeof(char));
    strcpy(arr[i].name,str);

    printf("Array number %d: %s", i, arr[i].name); 
    i++;
  }

请注意，通过这种方式，当您使用完数组 [i] 后，您应该为每个 i

Answer 4

因为这是C，所以你需要自己管理所有的内存构造/销毁/管理。

如果您只是学习 C，那么现在最好还是坚持使用 char 数组，而不是直接研究指针，除非您知道自己在做什么，或者至少不做一点研究/学习提前。

数组不同于指针，有一个帖子here 详细说明了区别。

针对您的问题，您可以通过在代码中添加更多输出来更清楚地了解发生了什么。使用%p 格式说明符，您可以打印出变量的指针位置。

有几种方法可以调试 C 程序来找出这些东西，例如在 Linux 上使用 gdb 或在 Windows 上使用 Visual Studio，但这是在这里展示的最简单方法。

在你的程序中添加一些调试输出，你会得到：

#include<stdio.h>

struct my_struct{
  char *name;
};

int main()
{

  struct my_struct arr[3];
  int i = 0;
  char str[10];

  while (i<3)
  {
    fgets(str, 10, stdin);
    arr[i].name = str;
    printf("Array number %d: %s", i, arr[i].name); 
    printf("  %p\n", arr[i].name);
    i++;
  }

  printf("\n1 - %s (%p)\n2 - %s (%p)\n3 - %s (%p)", 
    arr[0].name, arr[0].name, 
    arr[1].name, arr[1].name,
    arr[2].name, arr[2].name);

  return 0;
}

这会产生以下输出（给定 john、jacob 和 jingle 作为输入）：

Array number 0: john
  0xfff8d96a
Array number 1: jacob
  0xfff8d96a
Array number 2: jingle
  0xfff8d96a

1 - jingle
 (0xfff8d96a)
2 - jingle
 (0xfff8d96a)
3 - jingle
 (0xfff8d96a)

由此我们可以看出，您每次都明显地覆盖了相同的内存地址。这样做的原因是因为name 被分配给str，更迂腐的是，name 被设置为内存中存在char* str 的位置，这可能不会改变.这与循环执行 3 次 x = 3 基本相同。

要解决此问题，您需要做两件事。

1. 在使用之前分配每个arr[i].name 实例。这可以使用来自stdlib.h 的malloc 或calloc 来实现。
2. 将从stdin 检索到的输入复制到arr[i].name。这可以使用来自string.h 的strcpy 或strncpy（首选）来实现

应用修复（两行代码）后，您的循环将如下所示：

while (i<3)
{
  fgets(str, 10, stdin);

  // Allocate 10 (most likely) bytes of memory to arr[i].name
  // And also clear out that memory space      
  arr[i].name = (char*)calloc(10, sizeof(char));

  // Safely copy the data (max 10 chars) from 'str' into 'arr[i].name'
  strncpy(arr[i].name, str, 10);

  printf("Array number %d: %s", i, arr[i].name); 
  printf("  %p\n", arr[i].name);

  i++;
}

应用修复后，最终结果是这样的：

Array number 0: john
  0x89a0008
Array number 1: jacob
  0x89a0018
Array number 2: jingle
  0x89a0028

1 - john
 (0x89a0008)
2 - jacob
 (0x89a0018)
3 - jingle
 (0x89a0028)