如何习惯性地使用 C 指针包装函数？答案

【问题标题】：How does one use C pointer wrapper functions idiomatically?如何习惯性地使用 C 指针包装函数？
【发布时间】：2017-05-03 08:37:11
【问题描述】：

21 世纪 C：

避免与 malloc 相关的错误的最简单方法是不使用 malloc。

和

生产代码往往很少使用 malloc，通常包装在 new/copy/free 函数中，因此主代码不必进一步处理内存管理。

主要问题：有人可以提供一个超级简单、惯用的示例，说明如何使用这样的函数包装器来颠覆free 和malloc 的直接用法？

次要问题（可选）： 特别是，巧妙地使用此类函数能否模拟 C++ shared_ptr 和 unique_ptr 的行为（甚至某些行为）？也就是说，使用这些函数可以让您不必担心您可能会意外释放悬空指针和/或创建泄漏？或者这在 C 语言中是不可能的，即使使用这样的函数？

【问题讨论】：

关于第二个问题，C++ 智能指针过于依赖 RAII，这只是因为当局部变量超出范围时会自动调用析构函数。可以使用宏来模拟其中的一些功能，但远不如 C++ 中的可靠。
你不能通过包装malloc来封装内存管理。我不知道那本书的作者在抽什么烟。
@n.m.我想他/她正在谈论添加编译时类型检查。
“谁能提供一个超级简单、惯用的例子……”你读的这本书没有提供一些东西吗？
"或者这在 C 语言中是不可能的" 是的，至少如果你不关心你在做什么的话。 C 是“危险的”，因为您通常在 自己动手 时会这样做。 “...即使使用这些功能？”是的，再次。

标签： c pointers

【解决方案1】：

这里有两个流行的成语：

‌1. malloc 的包装器，使其“永不失败”：

void safe_malloc(size_t size)
{
    char *ret = malloc(size);
    if(ret == NULL) {
        fprintf(stderr, "out of memory\n");
        exit(1);
    }
    return ret;
}

这样，您可以随时随地调用safe_malloc，而不必担心检查其返回值。但是您只能在不介意 malloc 失败时程序会自发退出的程序中使用此习惯用法（即，如果在这种情况下无需担心数据丢失）。

‌2。特定结构类型的“新”函数：

struct whatever *new_whatever()
{
    struct whatever *ret = safe_malloc(sizeof(*ret));
    initialize_whatever(ret);
    return ret;
}

我不确定这些是你要找的东西，我也不确定它们是 Ben Klemens 所说的。这些并不能真正“解决”内存分配问题——它仍然很麻烦——但它们有所帮助。

【讨论】：

【解决方案2】：

这样的？（它会添加一些类型的编译时检查，但仅此而已）

typedef struct a_ {
   int a;
   int b;
} a;

a *new_a() {
     return malloc(sizeof(a));
}

void free_a(a *p) {
     free(p);
}

第二个问题：Smart pointers/safe memory management for C?

【讨论】：