如何分配内存并将其（通过指针参数）返回给调用函数？

Question

我在几个不同的函数中有一些代码，看起来像这样：

void someFunction (int *data) {
  data = (int *) malloc (sizeof (data));
}

void useData (int *data) {
  printf ("%p", data);
}

int main () {
  int *data = NULL;

  someFunction (data);

  useData (data);

  return 0;
}

someFunction () 和 useData () 在单独的模块（*.c 文件）中定义。

问题在于，虽然 malloc 工作正常，并且分配的内存在 someFunction 中可用，但一旦函数返回，相同的内存就无法使用。

程序的示例运行可见here，输出显示各种内存地址。

有人可以向我解释一下我在这里做错了什么，以及如何让这段代码正常工作吗？

---

编辑：所以看来我需要使用双指针来执行此操作 - 当我实际上需要 use 双指针时，我将如何做同样的事情？所以例如数据是

int **data = NULL; //used for 2D array

然后我需要在函数调用中使用三重指针吗？

Answer 1

你想使用一个指向指针的指针：

void someFunction (int **data) {
  *data = malloc (sizeof (int));
}

void useData (int *data) {
  printf ("%p", data);
}

int main () {
  int *data = NULL;

  someFunction (&data);

  useData (data);

  return 0;
}

为什么？好吧，您想在主函数中更改指针data。在 C 中，如果您想更改作为参数传入的某些内容（并让该更改显示在调用者的版本中），您必须传入一个指向您想要更改的任何内容的指针。在这种情况下，“你想要改变的东西”是一个指针——所以为了能够改变那个指针，你必须使用一个指向指针的指针......

请注意，除了您的主要问题之外，代码中还有另一个错误：sizeof(data) 为您提供了存储指针所需的字节数（在 32 位操作系统上为 4 个字节，在 64 位操作系统上为 8 个字节）位操作系统），而您确实想要存储 指针指向的内容所需的字节数（int，即在大多数操作系统上为 4 个字节）。因为通常sizeof(int *)>=sizeof(int)，这可能不会引起问题，但需要注意。我已经在上面的代码中更正了这一点。

这里有一些关于指针的有用问题：

How do pointer to pointers work in C?

Uses for multiple levels of pointer dereferences?

Answer 2

一个常见的陷阱，尤其是当您从 Java 迁移到 C/C++ 时

请记住，当您传递指针时，它是按值传递的，即复制指针的值。对指针指向的数据进行更改很有用，但是对指针本身的任何更改都是本地的，因为它是一个副本！

诀窍是使用通过引用传递指针，因为您想更改它，即 malloc 它等。

**pointer --> 会吓到菜鸟 C 程序员 ;)

Answer 3

如果要修改指针，则必须将指针传递给指针。

即。 ：

void someFunction (int **data) {
  *data = malloc (sizeof (int)*ARRAY_SIZE);
}

编辑： 添加了 ARRAY_SIZE，在某些时候您必须知道要分配多少个整数。

Answer 4

那是因为指针数据是按值传递给someFunction的。

int *data = NULL;
//data is passed by value here.
someFunction (data); 
//the memory allocated inside someFunction  is not available.

指向指针或返回分配的指针可以解决问题。

void someFunction (int **data) {
  *data = (int *) malloc (sizeof (data));
}


int*  someFunction (int *data) {
  data = (int *) malloc (sizeof (data));
return data;
}

Answer 5

someFunction() 将其参数作为 int*。因此，当您从 main() 调用它时，会创建您传递的值的副本。无论您在函数内部修改什么都是这个副本，因此更改不会反映在外部。正如其他人建议的那样，您可以使用 int** 来获取反映在数据中的更改。其他方法是从 someFunction() 返回 int*。

Answer 6

除了使用双指针技术外，如果只有 1 个返回参数，则需要重写如下：

 int *someFunction () {
   return (int *) malloc (sizeof (int *));
 }

并使用它：

 int *data = someFunction ();

Answer 7

这是在函数中分配内存并通过参数返回指针的一般模式：

void myAllocator (T **p, size_t count)
{
  *p = malloc(sizeof **p * count);
}
...
void foo(void)
{
  T *p = NULL;
  myAllocator(&p, 100);
  ...
}

另一种方法是让指针成为函数的返回值（我的首选方法）：

T *myAllocator (size_t count)
{
  T *p = malloc(sizeof *p * count);
  return p;
}
...
void foo(void)
{
  T *p = myAllocator(100);
  ...
}

关于内存管理的一些注意事项：

1. 避免内存管理问题的最佳方法是避免内存管理；除非您真的需要，否则不要使用动态内存。
2. 除非您使用早于 1989 ANSI 标准的实现，或者您打算将代码编译为 C++，否则不要转换 malloc() 的结果。如果您忘记包含 stdlib.h 或在范围内没有 malloc() 的原型，则强制转换返回值将抑制有价值的编译器诊断。
3. 使用被分配对象的大小而不是数据类型的大小（即sizeof *p而不是sizeof (T)）；如果必须更改数据类型（例如从 int 到 long 或从 float 到 double），这将为您节省一些胃痛。它还使代码在 IMO 上的可读性更好。
4. 将内存管理函数隔离在更高级别的分配和解除分配函数后面；这些不仅可以处理分配，还可以处理初始化和错误。

Answer 8

在这里，您正在尝试修改指针，即从“data == Null”到“data == 0xabcd”您分配的其他一些内存。因此，要修改您需要传递数据地址的数据，即 &data。

void someFunction (int **data) {
  *data = (int *) malloc (sizeof (int));
}

Answer 9

回复您在其中编辑的其他问题：

'*' 表示指向某物的指针。所以 '**' 是一个指向某物的指针，'***' 是一个指向某物的指针的指针，等等。

'int **data'（如果 data 不是函数参数）的通常解释是指向 int 数组列表的指针（例如，'int a [100][100]'）。

所以你需要首先分配你的 int 数组（为了简单起见，我直接调用 malloc()）：

data = (int**) malloc(arrayCount); //allocate a list of int pointers
for (int i = 0; i < arrayCount; i++) //assign a list of ints to each int pointer
   data [i] = (int*) malloc(arrayElemCount);

Answer 10

我们可以分配一个新指针并返回它，而不是使用双指针，不需要传递双指针，因为它不会在函数中的任何地方使用。

返回void *，因此可用于任何类型的分配。

void *someFunction (size_t size) {
    return  malloc (size);
}

并将其用作：

int *data = someFunction (sizeof(int));

Answer 11

为简单起见，我把上面的单指针参数称为p 和双指针pp（指向p）。

在一个函数中，p所指向的对象是可以改变的，改变出来的 功能。但是，如果 p 本身发生了变化，则该变化不会 离开功能。

不幸的是，malloc 本身的性质，通常 改变 p.这就是为什么原始代码不起作用的原因。 校正(58)使用指向p的指针pp。在更正的 函数，p 改变了，但 pp 没有改变。这样就成功了。