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本文将介绍几种在 C 语言中如何使用 malloc 分配结构体内存的方法。

使用 malloc 与 sizeof 操作符在 C 语言中分配结构体内存的方法

malloc 是 C 语言中动态内存分配的核心函数，它接收一个整数参数，代表要分配的字节数。为了分配已经定义好的自定义 struct 对象的内存，我们应该调用 sizeof 运算符，检索该对象需要存储的内存量。

注意，我们可以直接将 sizeof(MyObject) 表达式作为参数传入 malloc 调用中。关于 malloc 的一个注意事项是，成功分配的内存不会被初始化，这意味着可能会存储一些垃圾值。为了应对这个问题，C 库提供了另一个有用的函数-calloc 来自动将内存区域初始化为零。下面的例子显示了单个 MyObject 结构的内存分配。

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

enum VALID {FALSE, TRUE};

typedef struct {
    int valid;
    int *data;
    size_t size;
} MyObject;

int main() {
    int *tmp = NULL;
    MyObject *my1 = malloc(sizeof(MyObject));

    my1->valid = TRUE;
    my1->data = tmp;
    my1->size = sizeof tmp;

    free(my1);
    exit(EXIT_SUCCESS);
}

使用 for 循环为 C 语言中的结构数组分配内存

经常需要声明一个结构的数组，它可能需要一个比堆栈上可用的更大的内存区域。因此，我们需要将该数组分配为动态内存。下面的示例代码演示了在堆栈上声明 100 个指向 MyObject 结构的指针数组，但每个单独的 MyObject 对象是在动态内存（堆）上分配的情况。

需要注意的是，我们还实现了 initMyObject 函数来初始化 MyObject 中的每一个成员，仅用于测试目的。如果传递的指针是 null，该函数就返回 -1，并将 if 语句放在 for 循环中，以确保打印出相应的错误信息。

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

#define MAX 100

enum VALID {FALSE, TRUE};

typedef struct {
    int valid;
    int *data;
    size_t size;
} MyObject;

int initMyObject(MyObject *obj, int val, int *dat, size_t siz)
{
    if (!obj)
        return -1;
    obj->valid = val;
    obj->data = dat;
    obj->size = siz;
    return 0;
}

int main() {
    int *tmp = NULL;

    MyObject *arr[MAX];
    for (int i = 0; i < MAX; ++i) {
        arr[i] = malloc(sizeof(MyObject));
        if (initMyObject(arr[i], TRUE, tmp, sizeof(tmp)) == -1) {
            fprintf(stderr, "[ERROR] initMyObject() failed\n");
            break;
        }
    }

    printf("finished\n");

    exit(EXIT_SUCCESS);
}

虽然，前面的程序有一个错误的部分，任何生产代码都不允许这样做。程序退出时，没有对循环中动态分配的内存区域进行取消分配操作。请注意，与分配类似，数组中的每个单独的元素都必须被释放。因此，我们在下面的代码示例中实现了一个单独的函数 deallocMyObjectArray，来执行对 free 的反复调用。

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

#define MAX 100

enum VALID {FALSE, TRUE};

typedef struct {
    int valid;
    int *data;
    size_t size;
} MyObject;

int initMyObject(MyObject *obj, int val, int *dat, size_t siz)
{
    if (!obj)
        return -1;
    obj->valid = val;
    obj->data = dat;
    obj->size = siz;
    return 0;
}

int deallocMyObjectArray(MyObject *arr[], size_t len)
{
    if (!arr)
        return -1;
    for (int i = 0; i < len; ++i)
        free(arr[i]);
    return 0;
}

int main() {
    int *tmp = NULL;

    MyObject *arr[MAX];
    for (int i = 0; i < MAX; ++i) {
        arr[i] = malloc(sizeof(MyObject));
        if (initMyObject(arr[i], TRUE, tmp, sizeof(tmp)) == -1) {
            fprintf(stderr, "[ERROR] initMyObject() failed\n");
            break;
        }
    }

    deallocMyObjectArray(arr, MAX);
    printf("finished\n");

    exit(EXIT_SUCCESS);
}