如何在C中重新分配指向较小数组的指针？

Question

有没有办法在 C 中重新分配指向数组的指针，使其指向更小的数组？例如，如果我有一个指针 ptr 最初指向一个大小为 3 的数组 s，并且还存在一个大小为 2 的数组 s1，我是否可以重新分配 ptr 使其指向 @987654325 @ 并因此指向一个较小的数组？

我尝试了以下代码：

void changePtr(double* ptr);

int main()
{
    double *ptr;
    ptr = (double*)malloc(sizeof(double)*3);
    double s[3]={1,2,3};
    ptr=s;
    changePtr(ptr);

    return 0;
}

void changePtr(double* ptr) {

    double s1[2]={4,5};
    free(ptr);
    ptr = (double*)malloc(sizeof(double)*2);
    ptr=s1;
}

但是当我在 VIsual Studio 中运行它时，我在 free(ptr) 收到一个错误，上面写着 Debug Assertion failed! Expression: _CrtIsValidHeapPointer(block)

这是为什么？

编辑

新代码是：

void changePtr(double* ptr);

int main()
{
    double *ptr;
    ptr = (double*)malloc(sizeof(double)*3);
    double *s;
    s = (double*)malloc(sizeof(double)*3);
    s[0]=1; s[1]=2; s[0]=3; 
    for (int i=0; i<3; i++){
        ptr[i]=s[i];
    }

    changePtr(ptr);

    for (int i=0; i<2; i++){
        printf("%f\t", ptr[i]);
    }


    free(ptr);
    free(s);

    return 0;
}

void changePtr(double* ptr) {
    free(ptr);
    double *s1;
    s1 = (double*)malloc(sizeof(double)*2);
    s1[0]=11; s1[1]=12;

    ptr = (double*)malloc(sizeof(double)*2);

    for (int i=0; i<2; i++){
        ptr[i]=s1[i];
    }
}

但是当我在调用changePtr 后打印出ptr 的值时，我得到了像-1456815990147....1 这样的垃圾值。这是为什么呢？

Answer 1

好吧，当你这样做时

double s[3]={1,2,3};

那块内存不是你管理的，所以你不能释放它。只有在使用 malloc 或 calloc（即动态分配的内存）分配内存时才能使用 free。此外，您还有内存泄漏，因为

ptr=(double*)malloc(sizeof(double)*3); // here you allocate memory 
...
ptr = s; // here you change the pointer address but allocated memory is never freed

一种解决方案是使用 for 循环将值从 s 复制到 ptr，并在 changePtr 中执行相同操作以将值从 s1 复制到 ptr。

Answer 2

编辑 1

你原来的问题：

简短回答：是的，您可以在 C 中重新分配指向较小数组的指针。

长答案：简短的答案具有误导性。数组也是 C 中的简单指针。为了更好地理解这个概念，您可能需要阅读 this thread，尤其是查看 this answer。

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问题是您尝试取消分配stack 上的内存。

每当你创建一个局部变量，à la int a = 5，它被压入堆栈，也就是说，这个变量在堆栈上分配内存，在函数调用 (main()) 结束后，内存被释放 -这一切都是自动发生的！

你的情况是这样的：

// memory is allocated automatically on stack for the local variable "s"
double s[3]={1,2,3};

// assign the stack address of "s" to "ptr"
ptr = s;

// de-allocate the managed stack address of "s", which is NOT allowed!
free(ptr);

创建动态内存，例如通过malloc，另一方面发生在heap内存中，需要由程序员管理，即分配（malloc()）和取消分配（free()）内存是允许的并且必须完成非常小心。

因此，在您的程序中，当它到达free(ptr); 这一行时，断言失败，因为目标内存地址不符合要求 -> IsValidHeapPointer: No ptr 不是有效的堆指针，因为它在该点保存s 变量的堆栈地址。 :)

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编辑 2

当我在调用 changePtr 后打印出 ptr 的值时，我得到了像 -1456815990147....1 这样的垃圾值。这是为什么呢？

因为，你先在changePtr(ptr)中释放了ptr的内存，也就是说ptr的内容被写入了一些“垃圾”值。

然后在这里分配新内存并将其分配给ptr：

ptr = (double *) malloc(sizeof(double) * 2); 

在此之后，您通过ptr（即ptr[i] = 12）所做的更改对ptr 持有的先前地址没有影响。因此，只需删除 free(ptr) 和上面的行，就不需要它们了。

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编辑 3

那么ptr 现在只包含 2 个值，对吗？在我删除你提到的那一行，然后打印出 ptr 中的值之后，它显示 ptr[0] 和 ptr[1] 的正确值，然后是 ptr[2] 的垃圾值。

正确。 ptr[2] 之前已被释放，因此除非您为该地址分配新值，否则它将仍然是垃圾。释放堆内存后也要小心。您不应使用指针访问内存或为其分配新值。在你调用free 之后考虑你的指针“void”。

当我尝试用 printf("%d", sizeof(ptr)) 打印它的大小时，它显示 8 并且 printf("%d", sizeof(ptr)/sizeof(ptr[0]) 显示1.

ptr 是一个指针。 sizeof(ptr) 返回8 字节，这是系统中指针所保存的地址大小。所以，这不是数组的大小......此外，在运行时确定指针的大小（指向数组并作为引用传递给函数 - 就像你所做的changePtr(ptr)）是programmatically not possible，你如果要执行一些循环操作，则必须将数组大小显式传递给函数。