动态分配和复制数组

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我有时会看到这样的代码：

char* copyStr(char* input) {
  int inputLength;
  char *answer;

  inputLength = strlen(input);

  answer = malloc(inputLength + 1);
  answer = input;

  return answer;
}

人们经常说这段代码不起作用，并且这种模式

answer = malloc(inputLength + 1);
answer = input;

没有道理。为什么会这样呢？在我看来，代码还可以。它为答案分配正确的内存量，然后将输入复制到答案中。它似乎在我的测试中有效，例如

int main()
{
   printf ("%s\n", copyStr("Hello world!"));
}

做了我期望的事情。那怎么了？

c malloc dynamic-arrays
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简单地说。此代码：

var = foo();
var = bar();

在所有1情况下均等于此值：

foo();
var = bar();

此外，如果foo()没有副作用，则100％等于最后一行：

// foo(); 
var = bar();

这适用于任何功能，包括malloc。如果我们暂时忘记malloc的功能而只关注刚刚说过的内容，我们可以迅速意识到这段代码的注释中写的内容：

answer = malloc(inputLength + 1);
// Here, the variable answer contains the return value from the call to malloc
answer = input;
// Here, it contains the value of input. The old value is overwritten, and
// - unless you saved it in another variable - permanently lost.

malloc确实很简单。它返回指向内存块的指针，如果分配失败，则返回NULL指针。2就是这样。与ptr = malloc(size)之类的调用相比，您所做的工作绝对不过是将地址存储在指针变量ptr中而已。指针变量的使用方式与int或float等其他变量相同。 int存储一个整数。指针存储一个存储器地址。这里没有魔术。

1 这是100％的等效项，除了您正在做一些花哨的事情，例如使用外部程序读取变量var之外2 malloc(0)可以返回非空指针，但实际上并没有什么不同，因为取消引用将是未定义的行为，并且分配零字节是毫无意义的（哈哈，指向）操作。

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为了回答这个问题，让我们先来看一个稍微简单一些的代码片段。

int answer;

answer = 42;
answer = 0;

即使是最粗略的观察者也会注意到第一个作业

answer = 42;

没用。它将42的值放入answer，仅在第二个下一个瞬间被丢弃并替换为0。这样那行代码可以完全扔掉。

让我们通过查看optimised assembly code generated by a C compiler进行验证。如我们所见，answer = 42;行实际上对生成的机器代码没有任何影响。

现在将其与相关代码进行比较

answer = malloc(inputLength + 1);
answer = input;

如果类推推理在这种情况下有效，那么我们必须得出结论，第一个分配是无用的，可以省略。我们将某些内容（malloc的结果）放置在answer中，稍后将其丢弃并替换为其他内容。

当然，如果没有进一步的研究，我们不能说它是否适用，但是可以通过再次查看生成的程序集来证实我们的怀疑。 And it is confirmed。编译器甚至不会生成对malloc和strlen的任何调用！他们确实是没用的。

那么，这种直觉在哪里？>

它为答案分配了适当的内存量，然后将输入复制到答案中

分解？

问题在于指针和数组之间的永恒混乱。

人们可能经常看到这样的说法，在C语言中，数组是指针，或者指针是数组，或者数组和指针是可互换的，或其任何数量的变体。这些主张都是虚假和误导的。指针和数组是完全不同的东西。他们经常在一起工作，但这远非相同。让我们在代码示例中分解指针和数组。

  • input是指针变量
  • input（大概）指向
    • 字符串，它是char的数组]
  • answer是另一个指针变量
  • malloc(...)动态分配char的新数组并返回一个指针，该指针指向
    • 所述数组
  • [answer = malloc(...)将指针复制到answer，现在是answer 指向由malloc分配的数组
  • answer = input将另一个指针（我们已经在上面看到）复制到answer] >>
  • 现在answer和input 指向同一字符串
    • ，并且malloc的结果被遗忘并丢弃]

    因此，这说明了为什么您的代码正在执行您期望的工作。而不是拥有字符串“ Hello world！”的两个相同副本。您只有一个字符串和两个不同的指针。这似乎就是医生的命令，但是一旦我们做一些稍微复杂的事情，它就会崩溃。例如，这样的代码

char *lineArray[MAX_LINES];
char buffer[BUF_LEN];
int i = 0;
while (i < MAX_LINES && fgets(buffer, BUF_LEN, stdin)) {
   lineArray[i++] = copyStr(buffer);
}

将以stringArray的每个元素指向相同的字符串，而不是指向从stdin提取的一堆不同的行结束。
[确定，所以现在我们确定answer = input复制一个指针。但是我们要复制一个数组，我们刚刚为其分配了空间！我们该怎么做？
由于我们的数组大概是NUL终止的字符串，所以我们可以使用设计用于复制NUL终止的字符串的标准库函数。
strcpy(answer, input);

对于其他数组，我们可以使用memcpy。主要区别在于我们必须传递数组长度。
memcpy(answer, input, inputLength + 1);

两个变体在我们的情况下都可以使用，但是第一个变体是首选的，因为它重申我们正在处理字符串。为了完整性，这是固定的copyStr：
char* copyStr(char* input) {
  int inputLength;
  char *answer;

  inputLength = strlen(input);

  answer = malloc(inputLength + 1);
  strcpy(answer, input);

  return answer;
}

顺便说一下，它的工作原理与非标准但广泛使用的strdup函数相同（strdup具有更好的签名和有效的错误检查，在此我们省略了。）>
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