realloc()：数组列表和"struct hack“的next大小无效

realloc() 是 C 语言中的一个标准库函数，用于调整已分配内存块的大小。它的原型如下：

void *realloc(void *ptr, size_t size);

• ptr 是指向先前通过 malloc()、calloc() 或 realloc() 分配的内存块的指针。
• size 是新的内存块大小（以字节为单位）。

基础概念

数组列表：通常指的是动态数组，其大小可以在运行时改变。realloc() 可以用来调整动态数组的大小。

"struct hack"：这是一种技巧，用于在 C 语言中实现变长结构体。它通常涉及在结构体中包含一个指向相同类型的指针，然后在运行时分配额外的内存来扩展结构体。

相关优势

• 灵活性：realloc() 允许在不丢失原有数据的情况下调整内存大小。
• 效率：如果新的内存块可以与旧的内存块相邻，realloc() 可能只会改变内存管理数据结构而不实际移动数据。

类型与应用场景

• 类型：realloc() 返回 void * 类型，需要显式转换为适当的指针类型。
• 应用场景：
  • 动态数组的增长和收缩。
  • 结构体的动态扩展。
  • 内存管理的优化。

可能遇到的问题及原因

问题：使用 realloc() 调整数组列表或 "struct hack" 的 next 指针大小时无效。

原因：

1. 内存分配失败：如果 realloc() 无法分配所需的内存，它会返回 NULL，而原始指针 ptr 保持不变。如果不检查返回值，可能会导致悬挂指针。
2. 指针失效：即使 realloc() 成功，返回的新指针也可能与旧指针不同。如果继续使用旧指针，会导致未定义行为。
3. 数据丢失：如果 realloc() 移动了内存块，而程序没有正确处理这种情况，可能会导致数据丢失。

解决方法

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

int main() {
    int *array = (int *)malloc(5 * sizeof(int));
    if (array == NULL) {
        perror("Failed to allocate memory");
        return 1;
    }

    // 初始化数组
    for (int i = 0; i < 5; i++) {
        array[i] = i + 1;
    }

    // 尝试重新分配内存
    int *new_array = (int *)realloc(array, 10 * sizeof(int));
    if (new_array == NULL) {
        perror("Failed to reallocate memory");
        free(array); // 释放原始内存
        return 1;
    }

    array = new_array; // 更新指针

    // 扩展数组
    for (int i = 5; i < 10; i++) {
        array[i] = i + 1;
    }

    // 打印数组
    for (int i = 0; i < 10; i++) {
        printf("%d ", array[i]);
    }
    printf("\n");

    free(array); // 释放内存
    return 0;
}

关键点总结

• 检查返回值：始终检查 realloc() 的返回值是否为 NULL。
• 更新指针：如果 realloc() 成功且返回了新的指针，确保更新原始指针。
• 释放内存：在程序结束前释放所有分配的内存，以避免内存泄漏。

通过这些步骤，可以有效避免在使用 realloc() 时遇到的常见问题。