C 结构体和动态内存

结构体与动态内存

您还可以将动态内存与结构体结合使用。

当您事先不知道需要多少结构体，或者希望通过仅分配必要的内存来节省内存时(例如，在汽车经销程序中，汽车数量不固定)，这非常有用。

为结构体分配内存

您可以使用 malloc() 函数为结构体指针分配内存:

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

struct Car {
  char brand[50];
  int year;
};

int main() {
  // 为一个 Car 结构体分配内存
  struct Car *ptr = (struct Car*) malloc(sizeof(struct Car));

  // 检查分配是否成功
  if (ptr == NULL) {
    printf("Memory allocation failed.
");
    return 1; // 程序退出并返回错误代码
  }

  // Set values
  strcpy(ptr->brand, "Honda");
  ptr->year = 2022;

  // Print values
  printf("Brand: %s
", ptr->brand);
  printf("Year: %d
", ptr->year);

  // Free memory
  free(ptr);

  return 0;
}

示例详解

• malloc() 为一个结构体分配内存
• strcpy() 用于将字符串复制到 brand 字段
• 我们使用->通过指针访问成员
• free()最后用于释放内存

使用结构体数组

您也可以像数组一样，一次性为多个结构体分配内存:

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

struct Car {
  char brand[50];
  int year;
};

int main() {
  struct Car *cars = (struct Car*) malloc(3 * sizeof(struct Car));

  if (cars == NULL) {
    printf("Memory allocation failed.
");
    return 1 // 程序以错误代码退出;
  }

  // 填写数据
  strcpy(cars[0].brand, "Ford");
  cars[0].year = 2015;

  strcpy(cars[1].brand, "BMW");
  cars[1].year = 2018;

  strcpy(cars[2].brand, "Volvo");
  cars[2].year = 2023;

  // 打印数据
  for (int i = 0; i < 3; i++) {
    printf("%s - %d
", cars[i].brand, cars[i].year);
  }

  free(cars);
  return 0;
}

稍后使用 realloc()

如果以后需要更多元素，可以使用 realloc() 调整动态数组的大小。这可能会将内存块移动到新的位置并返回一个新的指针。务必先将结果存储在临时指针中，以避免重新分配失败时丢失原始内存。

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

struct Car {
  char brand[50];
  int year;
};

int main() {
  int count = 2;
  struct Car *cars = (struct Car*) malloc(count * sizeof(struct Car));
  if (cars == NULL) {
    printf("Initial allocation failed.
");
    return 1;
  }

  // 初始化前两辆车
  strcpy(cars[0].brand, "Toyota"); cars[0].year = 2010;
  strcpy(cars[1].brand, "Audi");   cars[1].year = 2019;

  // 还需要一辆车 -> 增加到 3 辆
  int newCount = 3;
  struct Car *tmp = (struct Car*) realloc(cars, newCount * sizeof(struct Car));
  if (tmp == NULL) {
    // "cars"在这里仍然有效;释放它以避免泄漏
    free(cars);
    printf("Reallocation failed.
");
    return 1;
  }
  cars = tmp;  // 使用重新分配的块

  // 初始化索引为 2 的新元素
  strcpy(cars[2].brand, "Kia"); 
  cars[2].year = 2022;

  // 打印所有车辆
  for (int i = 0; i < newCount; i++) {
    printf("%s - %d
", cars[i].brand, cars[i].year);
  }

  free(cars);
  return 0;
}