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21天C语言代码训练营(第十一天)

2024-12-18 来源:化拓教育网

上一篇最后,我们完成了基本的数据存储结构,今天我们来实现基本的数据操作API。

在堆中申请内存

前面我们讲过,如果需要使用大量内存空间的话,需要用malloc函数申请堆中的空间。如:

int* p = (int*)malloc(100000 * sizeof(int));

这里要说的是一个非常常用的知识,通过一个函数调用得到一段堆中的空间。先看一下这段代码:

void fun(int* p)
{
    p = (int*)malloc(10 * sizeof(int));
}

int main()
{
    int* pBuf = NULL;
    fun(pBuf);

    pBuf[0] = 1;

    return 0;
}

这段程序的目的是通过对函数fun的调用,实现给pBuf指针一段堆空间。大家可以试试运行一下这段程序,结果是在执行pBuf[0] = 1这句的时候报错了。因为pBuf依然是一个空指针。

这就说明fun()函数没有达到预期的效果。让我们看看错在哪里。当我们把指针pBuf当做参数传给fun时,形参p和指针pBuf同时指向了同一个位置。由于pBuf为空,此时p也为空。

当malloc申请一段内存空间之后,p指针指向了这段内存空间。此时的pBuf依然是空指针。当fun函数执行完成后,形参p的生命周期结束被销毁,而那段空间就没有指针去指向它了。

那正确的方法是什么呢?应该是这样:

void fun(int** p)
{
    *p = (int*)malloc(10 * sizeof(int));
}

int main()
{
    int* pBuf = NULL;
    fun(&pBuf);

    pBuf[0] = 1;

    return 0;
}

看出区别了吗?通过指针的指针让形参p能够找到pBuf从而在fun函数内部让pBuf指向新申请的空间。

当然,我们还有另外一种方法,通过返回值来传出申请内存空间的地址。代码如下:

int* fun()
{
    int *p = (int*)malloc(10 * sizeof(int));
    return p;
}

int main()
{
    int* pBuf = fun();

    pBuf[0] = 1;

    return 0;
}

这样也是可以的,不过对于一些复杂的操作可能有局限性。

String类型修改

我们上一个项目中的String类型空间是以数组的方式定义的,用的是栈空间。我们现在要把它改成堆空间。

在String.h中,我们做了如下修改:

  • 结构体定义

    typedef struct _tagString
    {
        char* pBuf;
        int len;
    }String;
    
  • 初始化函数声明

     String* StringCreate();
    
  • 内存回收函数声明

    void StringDestroy(String* pStr);
    

在String.c中,加上新增两个函数的函数体:

String* StringCreate()
{
    String *pStr = (String*)malloc(sizeof(String));

    pStr->pBuf = (char*)malloc(BUF_SIZE * sizeof(char));
    pStr->pBuf[0] = '\0';
    pStr->len = 0;
    return pStr;
}

void StringDestroy(String* pStr)
{
    if (pStr == NULL)
    {
        return;
    }

    if (pStr->pBuf != NULL)
    {
        free(pStr->pBuf);
        pStr->pBuf = NULL;
        pStr->len = 0;
    }

    free(pStr);
}

初始化函数是我们今天讲的在函数中申请内存空间,而这段空间需要在不用时自行删除,否则其他程序无法使用。

这里我们用一个之前的例子做修改,看看新的String类型如何使用。

int main(void)
{
    char a[] = "ABCDE";
    char b[] = "FGHIJ";

    String* pStr = StringCreate();
    StringSet(pStr, a);

    printf("%s\n", pStr->pBuf);

    StringAppend(pStr, b);

    printf("%s\n", pStr->pBuf);

    StringDestroy(pStr);

    return 0;
}

还是这个字符串拼接的程序,看懂了吗?

Record类型修改

为了用上我们今天讲的内容,我们把Record.h这样修改:

#ifndef __RECORD_H__
#define __RECORD_H__

#include "String.h"

typedef struct _tagRecord
{
    String* _pStrName;
    String* _pStrTel;
    String* _pStrPS;
}Record;

void RecordInit(Record** pR);
void RecordDestroy(Record* pR);

#endif

再创建新文件Record.c,内容如下:

#include "Record.h"

void RecordInit(Record** pR)
{
    *pR = (Record*)malloc(sizeof(Record));

    (*pR)->_pStrName = StringCreate();
    (*pR)->_pStrTel = StringCreate();
    (*pR)->_pStrPS = StringCreate();
}

void RecordDestroy(Record* pR)
{
    if (pR != NULL)
    {
        StringDestroy(pR->_pStrName);
        StringDestroy(pR->_pStrTel);
        StringDestroy(pR->_pStrPS);
        
        free(pR);
    }
}

RecordInit相对较复杂一些,有问题欢迎讨论。今天的内容就是这些,请大家好好练习。


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