Είναι απαραίτητο το Casting του αποτελέσματος του malloc στο C;

Κατανόηση malloc και Casting στο C

Στον προγραμματισμό C, η διαχείριση της δυναμικής εκχώρησης μνήμης γίνεται συχνά χρησιμοποιώντας τη συνάρτηση «malloc». Μια κοινή συζήτηση μεταξύ των προγραμματιστών είναι αν θα μεταδοθεί το αποτέλεσμα του "malloc" όταν το αντιστοιχίσετε σε έναν δείκτη. Για παράδειγμα, είναι καλύτερο να χρησιμοποιήσετε το "int *sieve = malloc(sizeof(*sieve) * length);" αντί για το "int *sieve = (int *)malloc(sizeof(*sieve) * length);";

Αυτό το άρθρο εμβαθύνει στο σκεπτικό πίσω από την αποφυγή του καστ των αποτελεσμάτων «malloc». Θα διερευνήσουμε τις επιπτώσεις και των δύο προσεγγίσεων και θα δώσουμε σαφήνεια σχετικά με το γιατί μπορεί να προτιμάται η μία έναντι της άλλης. Η κατανόηση αυτών των αποχρώσεων μπορεί να βοηθήσει στη βελτίωση των πρακτικών προγραμματισμού C.

Βαθιά κατάδυση σε malloc και διαχείριση μνήμης στο C

Στο πρώτο σενάριο, βλέπουμε τη χρήση του malloc για να εκχωρήσετε δυναμικά μνήμη για έναν ακέραιο πίνακα. Η ΔΗΛΩΣΗ int *sieve = malloc(sizeof(*sieve) * length); ζητά μνήμη για «μήκος» αριθμό ακεραίων. Με τη χρήση sizeof(*sieve), διασφαλίζουμε ότι έχει εκχωρηθεί η σωστή ποσότητα μνήμης, ανεξάρτητα από τον τύπο του δείκτη. Αυτή η μέθοδος αποφεύγει την ανάγκη χύτευσης του αποτελέσματος malloc. Εάν η εκχώρηση μνήμης αποτύχει, το πρόγραμμα χρησιμοποιεί fprintf(stderr, "Memory allocation failed\n"); για να εκτυπώσετε ένα μήνυμα σφάλματος στην τυπική ροή σφαλμάτων και στη συνέχεια να εξέλθετε με κατάσταση μη μηδενική. Η εκχωρημένη μνήμη χρησιμοποιείται για την αποθήκευση ακεραίων αριθμών από το 1 έως το "μήκος" και αργότερα εκτυπώνεται πριν απελευθερωθεί χρησιμοποιώντας free(sieve);.

Στο δεύτερο σενάριο, ακολουθούμε μια παρόμοια δομή, αλλά εκχωρούμε μνήμη για έναν πίνακα διπλών. Η γραμμή double *array = malloc(sizeof(*array) * length); εκχωρεί μνήμη για «μήκος» αριθμό διπλών. Εάν η κατανομή αποτύχει, το perror Η λειτουργία εκτυπώνει ένα περιγραφικό μήνυμα σφάλματος και το πρόγραμμα κλείνει με EXIT_FAILURE. Η εκχωρημένη μνήμη χρησιμοποιείται για την αποθήκευση διπλών τιμών, οι οποίες αρχικοποιούνται σε ζυγούς αριθμούς. Αυτές οι τιμές εκτυπώνονται και, τέλος, η μνήμη ελευθερώνεται χρησιμοποιώντας free(array);. Και τα δύο σενάρια καταδεικνύουν τη σημασία του ελέγχου της επιτυχίας του malloc και τη σωστή χρήση του free για αποφυγή διαρροών μνήμης.

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int main() {
    int length = 10;
    int *sieve = malloc(sizeof(*sieve) * length);
    if (sieve == ) {
        fprintf(stderr, "Memory allocation failed\\n");
        return 1;
    }

    for (int i = 0; i < length; i++) {
        sieve[i] = i + 1;
    }

    for (int i = 0; i < length; i++) {
        printf("%d ", sieve[i]);
    }
    printf("\\n");

    free(sieve);
    return 0;
}

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int main() {
    int length = 5;
    double *array = malloc(sizeof(*array) * length);
    if (array == ) {
        perror("Failed to allocate memory");
        return EXIT_FAILURE;
    }

    for (int i = 0; i < length; i++) {
        array[i] = i * 2.0;
    }

    for (int i = 0; i < length; i++) {
        printf("%f\\n", array[i]);
    }

    free(array);
    return 0;
}

Αποχρώσεις της εκχώρησης μνήμης στο C

Μια άλλη κρίσιμη πτυχή της εκχώρησης μνήμης στο C είναι η κατανόηση των διαφορών μεταξύ malloc και άλλες λειτουργίες εκχώρησης μνήμης όπως calloc και realloc. Ενώ malloc εκχωρεί ένα μπλοκ μνήμης χωρίς να το αρχικοποιεί, calloc τόσο εκχωρεί όσο και αρχικοποιεί το μπλοκ μνήμης στο μηδέν. Αυτό μπορεί να αποτρέψει ορισμένους τύπους σφαλμάτων που προκύπτουν από τη χρήση μη αρχικοποιημένης μνήμης. Για παράδειγμα, int *arr = calloc(length, sizeof(*arr)); διασφαλίζει ότι όλα τα στοιχεία αρχικοποιούνται με μηδενισμό, κάτι που είναι χρήσιμο όταν χρειάζεστε καθαρή πλάκα.

Αφ 'ετέρου, realloc χρησιμοποιείται για την αλλαγή μεγέθους ενός υπάρχοντος μπλοκ μνήμης. Εάν πρέπει να αλλάξετε το μέγεθος ενός εκχωρημένου μπλοκ μνήμης, realloc μπορεί να είναι πιο αποτελεσματική επιλογή από την εκχώρηση ενός νέου μπλοκ και την αντιγραφή των περιεχομένων. Για παράδειγμα, arr = realloc(arr, new_length * sizeof(*arr)); προσαρμόζει το μέγεθος του μπλοκ μνήμης που δείχνει από arr να φιλοξενήσει new_length στοιχεία. Ωστόσο, είναι σημαντικό να το χειριστείτε realloc προσεκτικά για να αποφύγετε διαρροές μνήμης ή απώλεια του αρχικού μπλοκ μνήμης εάν realloc αποτυγχάνει.