C 向量/ArrayList/LinkedList

Question

我正在用 C 编写一个小程序，我需要一种向量/ArrayList/LinkedList，但我正在使用 C。知道如何在 C 中做这种事情吗？

我想存储结构，然后追加/删除一些。

Answer 1

对于可调整大小的数组，您可以使用malloc() 和realloc()。这些允许您在堆上保留（使用malloc()）和调整（使用realloc()）一定数量的空间。它们是这样使用的：

int* a = malloc(10 * sizeof(int));

if(a == NULL) {}     // malloc() was unable to allocate the memory, handle the
                     // error and DO NOT use this pointer anymore

// now you can treat a as a normal array of 10 ints:
a[4] = 51;

// suppose 10 ints aren't no more enough:
a = realloc(a, 20 * sizeof(int));

if(a == NULL) {}     // same thing as before

// here you have 20 ints, the previous 10 are still there
a[18] = a[4]

// don't forget to free the memory when you have finished:
free(a);

只需将 'int' 替换为您的结构类型。 ;)

Answer 2

使用现有的实现。有数十亿。 Glib 可能是一个不错的起点，或者LibH。

Answer 3

我使用了@Conrad Meyer 的回答。从here 下载最新的Glib 库并使用this 手册编译它。为了测试 Glib 库，我使用了 this 测试。编译测试代码时可能会出错。 This 会帮你解决问题。

我还发现测试代码中存在某种内存泄漏。 Valgrind 运行原代码的结果：

==20350== HEAP SUMMARY:
==20350==     in use at exit: 4,632 bytes in 12 blocks
==20350==   total heap usage: 12 allocs, 0 frees, 4,632 bytes allocated
==20350== 
==20350== LEAK SUMMARY:
==20350==    definitely lost: 0 bytes in 0 blocks
==20350==    indirectly lost: 0 bytes in 0 blocks
==20350==      possibly lost: 992 bytes in 4 blocks
==20350==    still reachable: 3,640 bytes in 8 blocks
==20350==         suppressed: 0 bytes in 0 blocks

所以我在代码中插入了一行：

#include <stdio.h>
#include <glib.h>

int main(int argc, char** argv) {
    GList* list = NULL;
    list = g_list_append(list, "Hello world!");
    printf("The first item is '%s'\n", (char *)g_list_first(list)->data);
    g_list_free(list);
    return 0;
}

Valgrind 新结果：

==20310== HEAP SUMMARY:
==20310==     in use at exit: 4,632 bytes in 12 blocks
==20310==   total heap usage: 12 allocs, 0 frees, 4,632 bytes allocated
==20310== 
==20310== LEAK SUMMARY:
==20310==    definitely lost: 0 bytes in 0 blocks
==20310==    indirectly lost: 0 bytes in 0 blocks
==20310==      possibly lost: 0 bytes in 0 blocks
==20310==    still reachable: 4,632 bytes in 12 blocks
==20310==         suppressed: 0 bytes in 0 blocks

This 的回答告诉我们不用担心still reachable 的内存问题。

Answer 4

C 不附带任何形式的标准集合（与 C++ 和 Java 等高级语言不同），因此您有几个选择：

1. 使用由某个团体/某个个人创建的现有的（如上所述）
2. 创建自己的

您需要准确考虑该程序需要什么来确定您使用什么。根据您的要求，您可能正在寻找以下两种选择之一：

1. 分配后会动态增长的数组。本质上，您需要维护此时数组中包含多少元素。如果在插入过程中的任何时候超过最大数量的元素，则必须创建一个新数组，将元素复制到新数组中，插入新元素，最后删除旧数组。这在访问时间方面往往更快（因为它是可索引的），但如果您过度分配，则会变得缓慢且消耗内存。有关示例，请参见 BlackBear 的代码。
2. 按设计动态增长的链表。见这里：http://en.wikipedia.org/wiki/Linked_list#Singly-.2C_doubly-.2C_and_multiply-linked_lists。这样做的主要优点是在特殊情况下无需额外维护，但缺点是访问速度慢（查看每个元素，直到找到所需的元素）。

有关这两种数据结构之间权衡的更多信息，请参阅 Wikipedia 页面。