结构体中动态内存的管理（malloc和free）

C语言中内存的管理主要是依据malloc和free实现的，其中malloc主要是实现内存的分配，而free则是实现内存的释放。虽然这是我们已经很熟悉的，但是还是存在一些问题。特别是当结构体中存在指针的情况下，各种问题也就会展现出来。

其中最大的问题是：结构体中指针变量没有指向一块合法的内存空间，就对指针参数进行操作，这也是很多C语言程序员经常犯的错误。

简单的实例如下：

struct student

{

char *name;

int score;

}stu,*pstu;

int main()

{

strcpy(stu.name,"Jimy");

stu.score = 99;

strcpy(pstu->name,"Jimy");

pstu->score = 99;

}

这种代码是新手经常犯的错误，其中的主要错误是指针变量没有指向一块内存空间，其中包括ptest没有指向一块内存空间，同时结构体中的指针变量name也没有指向一块内存空间。

这种代码一般都会编译通过，但是运行过程中会发生新手编程经常出现的段错误Segmentation fault (core dumped)，我通过gdb对程序进行调试发现了存在的一些问题。其中stu.name中的内容是0x0，也就是地址0x0。这样我就知道了0x0为什么会发生段错误了，因为在Linux中进程都有一个独立的虚拟存储空间4G,但是其中在最底部的0x0是没有映射的，具体的参看进程的存储器映射关系。0x0并没有映射，这样发生段错误也就不奇怪了。

也就是说指针变量里存储的地址值并不是一个我们需要的值，为了指向一块内存空间，因此需要采用malloc分配一块内存空间。

改写上面的代码实现内存的分配。

int main()

{

/*创建一块内存空间，并让stu.name指向这块内存空间*/

stu.name = (char *)malloc(20*sizeof(char));

/*实现字符串的复制过程*/

strcpy(stu.name,"Jimy");

stu.score = 99;

/*创建一块内存空间，并让pstu指向这块内存空间*/

pstu = (struct student *)malloc(sizeof(struct student));

/*创建一块内存空间，并让pstu->name指向这块内存空间*/

pstu->name = (char *)malloc(20*sizeof(char));

/*实现字符串的复制过程*/

strcpy(pstu->name,"Jimy");

pstu->score = 99;

return 0;

}

这样补充以后的代码就为指针变量添加了指向的对象，由于是采用malloc动态申请的存储空间，那么这段存储空间是分配在堆中，而不是在栈中，如果是在被调用函数中申请内存空间，那么在函数返回后该内存空间并不会释放。

Breakpoint 1, main () at TestStructPoint.c:21

21 stu.name = (char *)malloc(20*sizeof(char));

Missing separate debuginfos, use: debuginfo-install glibc-2.12.90-17.i686

(gdb) p stu ----stu中的内容

$1 = {name = 0x0, score = 0}

(gdb) p stu.name ----stu.name其中的内容是0x0，也就是指向0x0

$2 = 0x0

(gdb) c

Continuing.

Breakpoint 2, main () at TestStructPoint.c:25

25 strcpy(stu.name,"Jimy");

(gdb) p stu.name -----stu.name其中的内容不再是0x0,而是一个地址值，该地值中的内容为空

$3 = 0x804a008 ""

(gdb) c

Continuing.

Breakpoint 3, main () at TestStructPoint.c:26

26 stu.score = 99;

(gdb) p stu.name -----stu.name中存储的地址的内容发生了变化。

$4 = 0x804a008 "Jimy"

(gdb) c

Continuing.

Breakpoint 4, main () at TestStructPoint.c:29

29 pstu = (struct student *)malloc(sizeof(struct student));

(gdb) p pstu ----pstu指向的地址也是0x0

$5 = (struct student *) 0x0

(gdb) c

Continuing.

Breakpoint 5, main () at TestStructPoint.c:32

32 pstu->name = (char *)malloc(20*sizeof(char));

(gdb) p pstu ----pstu指向的内存地址发生了改变，不再是0x0

$6 = (struct student *) 0x804a020

(gdb) c

Continuing.

Breakpoint 6, main () at TestStructPoint.c:35

35 strcpy(pstu->name,"Jimy");

(gdb) p pstu

$7 = (struct student *) 0x804a020

(gdb) p pstu->name ----pstu->name中的地址也不再是0x0,而是一个非零的地址值

$8 = 0x804a030 ""

(gdb) c

Continuing.

Breakpoint 7, main () at TestStructPoint.c:36

36 pstu->score = 99;

(gdb) p pstu->name

$9 = 0x804a030 "Jimy" ----pstu->name指向地址中的内容发生改变

(gdb) c

Continuing.

Program exited normally.

根据上面的调试可以知道，指针变量在定义过程中没有初始化为NULL，则指针变量指向的