以通用方式在 C 中安全地初始化数组答案

【问题标题】：Safely initialize arrays in C in a generic way以通用方式在 C 中安全地初始化数组
【发布时间】：2011-10-21 06:41:18
【问题描述】：

我编写了一些代码，使用 memset 来初始化内置类型的数组，如 int、short、float，更重要的是，pointers，如

typedef void* slot_t;
#define EMPTY_SLOT (slot_t)NULL
...
int n = 10;
slot_t slots[] = (slot_t[])malloc(sizeof(slot_t)*n)
memset(slots,(int)EMPTY_SLOT,n*sizeof(slot_t));

这段代码在 Linux32 中运行良好，memset 接受 32 位 ints 作为第二个参数（即初始化元素），但它不适用于 Linux64，sizeof(slot_t)>sizeof(int) 和 IIRC，在其他平台memset 接受 char 作为它的第二个参数。我还没有验证我在项目中遇到的任何错误都是由于这个原因，但无论如何，可以肯定的是，如果存在的话，最好采用一种更安全但仍然“通用”的方法。你知道吗？

【问题讨论】：

标签： c 64-bit 32bit-64bit memset

【解决方案1】：

memset 真的想要一个 character 作为值来填充内存——注意它填充 bytewise。所以就说0。如果你愿意，你可以把它放在你的 EMPTY_SLOT 宏中。或者，使用calloc()。

（另外，malloc() 调用的返回类型应该是slot_t *。）

【讨论】：

calloc() 与memset() 有相同的问题：它将目标设置为全位为零，但语言不保证这是空指针的表示。 malloc 调用的最佳用法是slot_t *slots = malloc(n * sizeof *slots)。（当然你应该立即验证slots != NULL。）
@Keith：如果你想要按值填充，你需要遍历数组并赋值——我认为没有任意大小的洪水填充原语。

【解决方案2】：

memset() 的第二个参数是 int 类型，但它指定要存储在目标的每个 byte 中的值——这意味着，如果 sizeof(int) == 4，你将四倍的内存归零。

零填充slots 数组的方法是

memset(slots, 0, n * sizeof *slots);

（假设 slots 被正确地声明为指针而不是数组），除了不能保证空指针表示为全位为零（它可能是，但你不应该依赖它）。

如果您想要完全的可移植性，您需要编写一个循环将每个元素设置为 NULL。

如果您愿意假设空指针全为零，则可以使用memset——但请务必按照我指定的方式调用它。

【讨论】：

slots 是动态分配的，在其上运行sizeof 将产生一个指针大小。
@littleadv：已修复（尽管原始代码试图将插槽声明为数组，这让我很失望）。

【解决方案3】：

使用

slot_t slots[] = (slot_t[])calloc(n,sizeof(slot_t))

它本身就是干净的内存

【讨论】：

calloc 用 0 填充返回的块，所以如果这是需要的 - 这应该足够了。
不要从malloc() 转换返回值。它可以隐藏错误并且不会为您提供任何价值，除非您打算移植到 C++。
这实际上并没有编译（malloc 的原始行也没有）。
是的，OP 需要*，这个答案也需要。
@Carl：我不认为你可以用指针初始化一个数组。 Clang 说：“错误：数组初始化程序必须是初始化程序列表”。

【解决方案4】：

memset 用字节填充内存。见here。

如果您想要一个通用解决方案 - 您应该编写一个循环来迭代和填充。如果你用 0 填充，那么它是什么类型的数据以及它的大小都没有关系 - 只需用整个数组的 siezof (sizeof(slot_t)*n) 填充 0。由于您使用的是NULL，它不一定是 0（尽管通常是） - 我建议采用更安全的“循环”方法。

【讨论】：

【解决方案5】：

如果您想要一个完全通用的函数，它将对象数组设置为某个“模板”对象指定的值，您可以使用如下函数：

void init_array( void* arr, size_t nmemb, size_t size, void const* initializer)
{
    size_t i = 0;

    char* p = (char *) arr;

    for (i = 0; i < nmemb; ++i) {
        memcpy( p, initializer, size);
        p += size;
    }
}

那么您的分配/初始化代码可能如下所示：

typedef void* slot_t;

static const slot_t empty_slot = NULL;    // or make this a global if that 
                                          //  works better for your scenario

int n = 10;

// note: your original `malloc()` line:
//
//      slot_t slots[] = (slot_t[])malloc(sizeof(slot_t)*n)
//
// wouldn't work, as you can't assign to an array as a whole.
// That line shouldn't even compile.

slot_t* slots = (slot_t*)malloc(sizeof(slot_t)*n);

// completely generic initialization
init_array( slots, n, sizeof(slot_t), &empty_slot);

如果你想初始化一个指针数组，你可以有另一个函数更直接地处理这种情况：

void init_ptr_array( void* arr, size_t nmemb, void* initializer)
{
    size_t i = 0;
    void* p;

    for (; p < arr + nmemb; ++p) {
        *p = initializer;
    }
}

// arrays of object pointers
init_ptr_array( slots, n, empty_slot);

我不确定我是否喜欢这两个函数对最后一个参数的含义略有不同。如果我的程序中需要这两种初始化，我可能会坚持使用通用的初始化指针数组。它的效率可能有点低，但初始化通常不是瓶颈。

【讨论】：