C中的内存分配和指针

Question

我正在为考试而学习，但遇到了一些我觉得很难理解的东西。我们正在处理指针和内存分配，而我只是在玩弄一些东西，试图看看是什么改变了什么。我有这段代码：

int * arr[10];
for(i=0; i<5;i++) 
{
    int index = i;
    arr[index] = malloc(sizeof(int*));
    int i = 2 * index;
    *arr[index] = i;
    printf("arr [%d] = %d\n", index, *arr[index]);  /* should be 0, 2, 4, 6, 8 */
}

但我发现，如果我不使用 *arr[index] = i，而是使用 arr[index] = &i，我就不需要 malloc。我一直认为这两件事本质上是同一件事，但必须有一些我不明白的关键区别才能保证将malloc 与其中一个一起使用。

我真的很困惑为什么我真的需要malloc。我对内存分配相当陌生，我真的不明白什么时候应该使用它（显然）并且想知道是否有人可以为我解决这个问题。

Answer 1

试试这个代码：

int * arr[10];
for(i=0; i<5;i++) 
{
    int index = i;
    int value = 2*i;
    arr[index] = malloc(sizeof(int*));
    *arr[index] = value;
}

for (i=0; i<5; i++)
{
    int index = i;
    printf("arr [%d] = %d\n", index, *arr[index]);  /* should be 0, 2, 4, 6, 8 */
}

如果您进行建议的更改，您现在将有未定义的行为。而这段代码仍然有效。

你会有未定义的行为，因为*arr[0] 现在指向一块已离开作用域的堆栈内存。

---

您的 malloc 实际上应该是 malloc(sizeof(int))。您正在为int 分配空间，而不是为int *。

Answer 2

这样写：

*arr[index] = i;

意思是：将i 的值复制到arr[index] 指向的内存位置（在您的代码之前分配的位置）。

arr[index] = &i;

意思是：将i的地址复制到arr[index]。

在您的代码中，i 是在 for 循环内自动创建的，并且仅存在于该循环内。离开循环（范围）后，用于存储 i 的内存就可以释放给任何新创建的变量。

正如 sharth 所建议的，尝试查看原始 for 循环之外的值以查看一些有趣的结果。

Answer 3

是的，我认为这很难理解，因为我在 for 中间被重新定义了。我马上重写代码。我写了 i 而不是 index 和 2*i 而不是重新定义的 i。

int * arr[10];
for(i=0; i<5;i++) 
{
    arr[i] = malloc(sizeof(int));
    *arr[i] = 2*i;
    printf("arr [%d] = %d\n", i, *arr[i]);  /* should be 0, 2, 4, 6, 8 */
}

您实际上并不需要动态内存，您知道将使用数组 0-4。当您不知道需要多少数据时，您需要动态内存。这段代码是这样写的，所以你的其余代码仍然可以工作，但是没有 malloc。

int array[5];
int **arr=array;

以下代码的意思是，array[index]应该指向存储i的内存地址。它不会复制i中的值，所以当你改变i，或者i被删除时，这会导致这个指针有问题，以后会引起问题。你不应该这样做。

arr[index] = &i

Answer 4

一个关键的区别是，一旦i 超出范围，&i 将不复存在（或者，更确切地说，那块内存可以用于其他用途……这可能不会包含您的想法它包含）。

Answer 5

编辑：我在下面说你没有显示i 是如何声明的。实际上，您重新声明它，如果 i 在循环中使用，则隐藏原始值。无论如何，i 将在循环结束时超出范围，或者很可能在例程结束时。

你没有在这里显示i 是如何声明的。但是，在大多数情况下，它是一个局部变量，或者可能是传递给方法的参数。在任何一种情况下，该变量的空间都在堆栈上声明。您可以使用&i 获取该变量的地址，但该变量将在方法结束并且代码将这些值从堆栈中弹出后消失。您可能会很幸运，并且只要您需要，该价值就不会受到影响。但是在调用另一个方法的那一刻，该值很可能会被覆盖并繁荣，您的程序充其量只会表现不正确。

如果i 被全局声明，你就可以侥幸逃脱。

此外，即使更改了i 的值，您仍指向同一个地址。如果在例程结束时打印出数组的所有值，您会看到它们都是相同的值 - 您放入数组的最后一个值。那是因为数组中的每个条目都指向同一个位置。