C 动态分配和复制数组

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;
}

人们经常说这种代码不起作用，而且这种模式

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

毫无意义。为什么会这样？在我看来，代码还可以。它为答案分配适当的内存量，然后将输入复制到答案。例如，它似乎在我的测试中起作用

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

---

做我期望它做的事。那么它有什么问题呢？

为了回答这个问题，让我们先看一段稍微简单的代码片段

int answer;

answer = 42;
answer = 0;

即使是最草率的观察者也会注意到第一次任务

answer = 42;

没用。它将

42

的值放入

answer

，只会在下一瞬间被丢弃并替换为

0

。因此，这行代码可以完全丢弃

让我们通过查看来验证这一点。如我们所见，行

answer=42实际上对生成的机器代码没有任何影响

现在将其与所讨论的代码进行比较

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

如果类比推理在这种情况下是有效的，那么我们必须得出结论，第一个赋值是无用的，可以省略。我们将一些东西（malloc的结果）放在
答案中，但不久之后就被扔掉，取而代之的是其他东西

当然，如果没有进一步的研究，我们不能说它是否适用，但我们可以通过再次查看生成的程序集来确认我们的怀疑。编译器甚至不生成对
malloc
和
strlen
的任何调用！它们确实是无用的


那么这种直觉在哪里呢

它为答案分配适当的内存量，然后将输入复制到答案

崩溃了

问题在于指针和数组之间永远的混淆

人们可能经常看到这样的说法：在C语言中，数组是指针，指针是数组，数组和指针是可互换的，或者任意数量的变体。这些说法都是虚假和误导性的。指针和数组是完全不同的东西。他们经常在一起工作，但这远非一成不变。让我们在代码示例中分解指针和数组


输入
是指针变量
input
（大概）指向一个字符串，该字符串是
char
answer
是另一个指针变量
malloc（…）
动态分配一个新的
char数组
，并返回指向该数组的指针
answer=malloc（…）
将指向
answer
的指针复制到
malloc
分配的数组中
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
指向同一个字符串，
malloc
的结果被遗忘并丢弃

这就解释了为什么你的代码会做你期望它做的事情。与“Hello world！”字符串的两个相同副本不同，您只有一个字符串和两个不同的指针。这看起来就像是医生的命令，但一旦我们做了一些稍微复杂的事情，它就会崩溃。例如，像这样的代码

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

对于其他阵列，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);

这两种变体都适用于我们的情况，但首选第一种变体，因为它重申了我们正在处理字符串。以下是完整性的固定
copyStr
：

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

  inputLength = strlen(input);

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

  return answer;
}

顺便说一句，它的工作原理与非标准但广泛可用的函数几乎相同（strdup具有更好的签名和工作错误检查，我们在这里省略了这一点）。
简单地说。此代码：

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

在所有1种情况下100%等同于此：

foo();
var = bar();

此外，如果
foo（）
没有副作用，那么它100%等同于最后一行：

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

这适用于任何函数，包括
malloc
。如果我们暂时忘记了malloc的所作所为，只关注刚刚说过的话，我们可以很快意识到在这段代码的注释中写了什么：

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
// is - unless you saved it in another variable - permanently lost.

malloc
所做的事情非常简单。它返回一个指向内存块的指针，如果分配失败，则返回一个空指针。2就是这样。对于像
ptr=malloc（size）
这样的调用，绝对没有什么比将地址存储在指针变量
ptr
中更有趣的了。指针变量与其他变量（如
int
或
float
）一样，也没有什么特别之处。
int
存储整数。指针存储内存地址。这里没有魔法

1它是100%等价的，除了你正在做一些非常奇特的事情，比如用外部程序读取变量
var
2
malloc（0）
可以返回一个非空指针，但在实践中没有区别，因为取消引用它是未定义的行为，分配零字节是一个非常无意义的（哈哈，点）操作。
这个问题旨在为那些具有
x=malloc（y）；x=z模式。迂腐的细节：“如果分配失败，返回…一个
NULL
指针。”更像是“失败时返回一个
NULL
”<代码> MALOC（0）可以返回<代码> null <代码>或不成功。实现细节。@ CuxReNeSimeMeNICA，我会认为这是一个更哲学的问题。如果你试图分配零字节，失败和成功之间真的有区别吗？“非常没有意义”-->UV@chux，当然你是对的，修复了
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
// is - unless you saved it in another variable - permanently lost.