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.
| Εντολή | Περιγραφή |
|---|---|
| malloc | Εκχωρεί έναν καθορισμένο αριθμό byte μνήμης και επιστρέφει έναν δείκτη στην εκχωρημένη μνήμη. |
| sizeof | Καθορίζει το μέγεθος σε byte μιας μεταβλητής ή ενός τύπου δεδομένων. |
| fprintf | Εκτυπώνει μια μορφοποιημένη συμβολοσειρά σε μια καθορισμένη ροή, όπως το stderr. |
| perror | Εκτυπώνει ένα περιγραφικό μήνυμα σφάλματος στο stderr με βάση το τελευταίο σφάλμα που παρουσιάστηκε. |
| EXIT_FAILURE | Μακροεντολή που υποδεικνύει ανεπιτυχή τερματισμό του προγράμματος. |
| free | Εκχωρεί τη μνήμη που είχε εκχωρηθεί προηγουμένως. |
Βαθιά κατάδυση σε malloc και διαχείριση μνήμης στο C
Στο πρώτο σενάριο, βλέπουμε τη χρήση του για να εκχωρήσετε δυναμικά μνήμη για έναν ακέραιο πίνακα. Η ΔΗΛΩΣΗ ζητά μνήμη για «μήκος» αριθμό ακεραίων. Με τη χρήση , 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 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 .
Στο δεύτερο σενάριο, ακολουθούμε μια παρόμοια δομή, αλλά εκχωρούμε μνήμη για έναν πίνακα διπλών. Η γραμμή εκχωρεί μνήμη για «μήκος» αριθμό διπλών. Εάν η κατανομή αποτύχει, το Η λειτουργία εκτυπώνει ένα περιγραφικό μήνυμα σφάλματος και το πρόγραμμα κλείνει με . 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 και τη σωστή χρήση του για αποφυγή διαρροών μνήμης.
Κατανόηση της σωστής χρήσης του malloc στο C
C Προγραμματισμός
#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;}
Εξερεύνηση της εκχώρησης μνήμης χωρίς μετάδοση στο C
C Προγραμματισμός
#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 και άλλες λειτουργίες εκχώρησης μνήμης όπως και . Ενώ malloc εκχωρεί ένα μπλοκ μνήμης χωρίς να το αρχικοποιεί, 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, διασφαλίζει ότι όλα τα στοιχεία αρχικοποιούνται με μηδενισμό, κάτι που είναι χρήσιμο όταν χρειάζεστε καθαρή πλάκα.
Αφ 'ετέρου, χρησιμοποιείται για την αλλαγή μεγέθους ενός υπάρχοντος μπλοκ μνήμης. Εάν πρέπει να αλλάξετε το μέγεθος ενός εκχωρημένου μπλοκ μνήμης, μπορεί να είναι πιο αποτελεσματική επιλογή από την εκχώρηση ενός νέου μπλοκ και την αντιγραφή των περιεχομένων. Για παράδειγμα, προσαρμόζει το μέγεθος του μπλοκ μνήμης που δείχνει από arr να φιλοξενήσει στοιχεία. Ωστόσο, είναι σημαντικό να το χειριστείτε προσεκτικά για να αποφύγετε διαρροές μνήμης ή απώλεια του αρχικού μπλοκ μνήμης εάν αποτυγχάνει.
Συνήθεις ερωτήσεις και απαντήσεις σχετικά με το malloc στο C
- Τι κάνει αντιπροσωπεύω;
- σημαίνει "εκχώρηση μνήμης".
- Γιατί πρέπει να ελέγξουμε το αποτέλεσμα του ?
- Ελέγχουμε το αποτέλεσμα του για να διασφαλίσετε ότι η εκχώρηση μνήμης ήταν επιτυχής και να αποφύγετε την αποαναφορά ενός μηδενικού δείκτη.
- Τι θα συμβεί αν αποτυγχάνει;
- Αν αποτύχει, επιστρέφει έναν μηδενικό δείκτη, ο οποίος πρέπει να ελεγχθεί για να αποφευχθεί η απροσδιόριστη συμπεριφορά.
- Μπορώ να επιστρέψει έναν μηδενικό δείκτη ακόμα κι αν υπάρχει αρκετή διαθέσιμη μνήμη;
- Ναι, άλλοι παράγοντες όπως ο κατακερματισμός μπορούν να προκαλέσουν να αποτύχει.
- Ποια είναι η διαφορά μεταξύ και ?
- εκχωρεί μη αρχικοποιημένη μνήμη, ενώ εκχωρεί και αρχικοποιεί τη μνήμη στο μηδέν.
- Πώς κάνει δουλειά;
- αλλάζει το μέγεθος ενός υπάρχοντος μπλοκ μνήμης, διατηρώντας τα περιεχόμενα μέχρι το νέο μέγεθος ή το αρχικό μέγεθος, όποιο είναι μικρότερο.
- Είναι απαραίτητο να ελευθερωθεί η μνήμη που εκχωρείται από ?
- Ναι, η αποτυχία απελευθέρωσης μνήμης οδηγεί σε διαρροές μνήμης, οι οποίες μπορεί να εξαντλήσουν τη μνήμη του συστήματος με την πάροδο του χρόνου.
Εν κατακλείδι, ρίχνοντας το αποτέλεσμα του στο C δεν απαιτείται και μπορεί να οδηγήσει σε λιγότερο ευανάγνωστο κώδικα και πιθανά σφάλματα. Παραλείποντας το cast, τηρούμε τα πρότυπα C και διατηρούμε συμβατότητα με μεταγλωττιστές C++. Ελέγχετε πάντα το αποτέλεσμα του για να διασφαλίσετε την επιτυχή εκχώρηση μνήμης και θυμηθείτε να ελευθερώσετε την εκχωρημένη μνήμη για να αποφύγετε διαρροές. Αυτές οι πρακτικές συμβάλλουν σε πιο ισχυρό και διατηρήσιμο κώδικα C, ενισχύοντας τη συνολική σταθερότητα του προγράμματος.