Linux программирование в примерах

Роббинс Арнольд

Вот другой довольно тонкий момент [42] . Рассмотрим процедуру, которая содержит статический указатель на динамически выделяемые данные, которые время от времени должны расти. Процедура может содержать также автоматические (т.е. локальные) указатели на эти данные. (Для краткости, мы опустим проверки ошибок. В коде продукта не делайте этого.) Например:

void manage_table(void) {

 static struct table *table;

 struct table *cur, *p;

42

Он

получен от реальной практики работы с

gawk

— Примеч. автора.

 int i;

 size_t count;

 ...

 table =

(struct table*)malloc(count * sizeof(struct table));

 /* заполнить таблицу */

 cur = &table[i]; /* указатель на 1-й элемент */

 ...

 cur->i = j; /* использование указателя */

 ...

 if (/* некоторое условие */) {

/* нужно увеличить таблицу */

count += count/2;

p =

(struct table*)realloc(table, count * sizeof(struct table));

table = p;

 }

 cur->i = j; /* ПРОБЛЕМА 1: обновление элемента таблицы */

 other_routine; /* ПРОБЛЕМА 2: см. текст */

 cur->j = k; /* ПРОБЛЕМА 2: см. текст */

 ...

}

Это выглядит просто;

manage_table

размешает данные, использует их, изменяет размер и т.д. Но есть кое-какие проблемы, которые не выходят за рамки страницы (или экрана), когда вы смотрите на этот код.

В строке, помеченной '

ПРОБЛЕМА 1

', указатель cur используется для обновления элемента таблицы. Однако,

cur

был инициализирован начальным значением

table

. Если некоторое условие верно и

realloc

вернула другой блок памяти,

cur

теперь указывает на первоначальный, освобожденный участок памяти! Каждый раз, когда

table

меняется, нужно обновить также все указатели на этот участок памяти. Здесь после вызова

realloc

и переназначения

table

недостает строки '

cur = &table[i];

'.

Две строки, помеченные '

ПРОБЛЕМА 2

', еще более тонкие. В частности, предположим, что

other_routine

делает рекурсивный вызов

manage_table

. Переменная

table

снова может быть изменена совершенно незаметно! После возвращения из

other_routine

значение cur может снова стать недействительным.

Можно подумать (что мы вначале и сделали), что единственным решением является знать это и добавить после вызова функции переназначение

cur

с соответствующим комментарием. Однако, Брайан Керниган (Brian Kernighan) любезно нас поправил. Если мы используем индексирование, проблема поддержки указателя даже не возникает:

table =

 (struct table*)malloc(count * sizeof(struct table));

...

/*

заполнить таблицу */

...

table[i].i = j; /* Обновить член i-го элемента */

...

if (/* некоторое условие */) {

 /* нужно увеличить таблицу */

 count += count/2;

 p =

(struct table*)realloc(table, count * sizeof(struct table));

 table = p;

}

table[i].i = j; /* ПРОБЛЕМА 1 устраняется */

other_routine;

/* Рекурсивный вызов, модифицирует таблицу */

table[i].j = k; /* ПРОБЛЕМА 2 также устраняется */

Использование индексирования не решает проблему, если вы используете глобальную копию первоначального указателя на выделенные данные; в этом случае, вам все равно нужно побеспокоиться об обновлении своих глобальных структур после вызова

realloc

.

ЗАМЕЧАНИЕ. Как и в случае с

malloc

, когда вы увеличиваете размер памяти, вновь выделенная после

realloc

память не инициализируется нулями. Вы сами при необходимости должны очистить память с помощью

memset

, поскольку

realloc

лишь выделяет новую память и больше ничего не делает.

3.2.1.5. Выделение с инициализацией нулями:

calloc

Функция

calloc

является простой оболочкой вокруг

malloc

. Главным ее преимуществом является то, что она обнуляет динамически выделенную память. Она также вычисляет за вас размер памяти, принимая в качестве параметра число элементов и размер каждого элемента:

coordinates = (struct coord*)calloc(count, sizeof(struct coord));

По крайней мере идейно, код

calloc

довольно простой. Вот одна из возможных реализаций:

void *calloc(size_t nmemb, size_t size) {

 void *p;

 size_t total;

 total = nmemb * size; /* Вычислить размер */

 p = malloc(total); /* Выделить память */

 if (p != NULL) /* Если это сработало - */

 memset(p, '\0', total); /* Заполнить ее нулями */

 return p; /* Возвращаемое значение NULL или указатель */

}

Многие опытные программисты предпочитают использовать

calloc

, поскольку в этом случае никогда не возникает вопросов по поводу вновь выделенной памяти.

Если вы знаете, что вам понадобится инициализированная нулями память, следует также использовать

calloc

, поскольку возможно, что память, возвращенная

malloc

, уже заполнена нулями. Хотя вы, программист, не можете этого знать,

calloc

может это знать и избежать лишнего вызова

memset

.