C-分段錯誤讀取結構和Dynamic2D陣列成員-有解無憂

我剛開始學習 C，我想嘗試創建一個使用指標、結構和陣列的測驗程式，因為我仍然很難理解它們。我創建了這個測驗檔案，它是我正在處理的一個更大專案的精煉版本。測驗檔案有一個結構體，其中包含一個動態二維陣列作為結構體的成員：

typedef struct {
  int ** array;
  int rows, cols;
} Smaller;

但是，運行測驗檔案后，終端回傳以下錯誤：

zsh: segmentation fault ./a.out

我研究了這個錯誤的含義，

” 分段錯誤是由于訪問“不屬于您”的記憶體而導致的一種特定錯誤。“（鏈接）

但我仍然對如何解決這個問題感到困惑。我很確定我為每一行和每一列分配了正確的記憶體量。這更加令人困惑，因為終端沒有指示錯誤是哪一行。我將不勝感激有關此問題的任何幫助。

以下是完整代碼：

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

typedef struct {
  int ** array;
  int rows, cols;
} Smaller;


void printArray (Smaller * s);

int main () {
  int x, i, j;

  Smaller * sand;

  // allocate mem for number of rows
  sand->array = malloc (3 * sizeof(int *));

  //allocate mem for number of columns
  sand->array = malloc(4 * sizeof(int));
  sand->array = malloc(4 * sizeof(int));
  sand->array = malloc(4 * sizeof(int));

  // adding a constant value to the 2D array
  for (i = 0; i < 3; i   ) {
    for (j = 0; j < 4; j   ) {
      sand->array[i][j] = 6;
    }
  }

  printArray(sand);

  return 0;
}

void printArray (Smaller * sand) {
  printf("Welcome to the printArray function! \n");

  int i, j;

  for (i = 0; i < 3; i   )
    for(j = 0; j < 4; j   )
      printf("array[%d][%d] = %d \n", i, j, sand->array[i][j]);

}

uj5u.com熱心網友回復：

問題是，正如@tromgy 指出的那樣，您正在sand->array用列陣列覆寫基礎，而不是將它們分配給它。正確的代碼如下所示：

#include <stdlib.h>
#define NUM_ROWS 3
#define NUM_COLS 4

typedef struct {
    int ** array;
    int rows;
    int cols;
} Smaller;

void print_array(Smaller * s);

int main(void) {
    Smaller * sand = malloc(sizeof(Smaller));
    if (!sand) return -1; /* allocation failed, abort */
    sand->rows = NUM_ROWS;
    sand->array = malloc(sizeof(int*[NUM_ROWS]));
    if (!sand->array) { /* allocation failed, abort */
        free(sand); /* free sand first, though */
        return -1;
    }
    for (size_t i = 0; i < NUM_ROWS;   i) {
        sand->array[i] = malloc(sizeof(int[NUM_COLS]));
        if (!sand->array[i]) {
            /* free the previous rows */
            for (size_t j = 0; j < i;   j) free(sand->array[j]);
            free(sand->array);
            free(sand);
            return -1;
        }
    }
    /* add a constant value to the array */
    for (size_t i = 0; i < NUM_ROWS;   i) {
        for (size_t j = 0; j < NUM_COLS; j   ) {
            sand->array[i][j] = 6;
        }
    }
    print_array(sand);
    /* Ok, now free everything */
    for (size_t i = 0; i < NUM_COLS;   i) {
        free(sand->array[i]);
    }
    free(sand->array);
    free(sand);
    /* NOW we may exit */
    return 0;
}

如您所見，分配這樣的結構需要大量作業，并且您必須釋放分配的任何內容，因此最好將其提取到函式中，例如Smaller * smaller_init(size_t nrows, size_t ncols)并void smaller_destroy(Smaller * s)封裝所有作業。

uj5u.com熱心網友回復：

我將在下面留下一個示例，以便您可以將其與您最初撰寫它的方式進行比較...

關于您的代碼：

在for命令中宣告回圈變數
可能Smaller不需要是指標
將尺寸保留為變數。它更靈活
您沒有設定和rows的cols值struct。并且main()不要像以前那樣使用固定值 3 和 4
您應該將所有單元格設定為不同的值，而不是相同的值。當您看到可逆值（例如示例中的 100* row ）時，您會感到更安全column……這樣您就可以查看回圈是否正常并且所有元素都正在列印。請參閱此輸出printArray()：

      0    1    2    3
    100  101  102  103
    200  201  202  203

每行都以行號開頭，因此您可以在繼續之前對其進行幾次測驗。

讓您的程式自行測驗。例如printArray()，顯示如下尺寸：

    printArray[3,4]

      0    1    2    3
    100  101  102  103
    200  201  202  203

查看示例的輸出

總是按照分配的保留順序撰寫代碼來釋放記憶體，也許在一個單獨的函式中回傳 NULL 以使呼叫代碼中的指標無效，就像這樣

Smaller* freeArray(Smaller* A)
{
    printf("\nfreeArray()\n");
    for (int i = 0; i < A->rows; i  )
    {
        free(A->array[i]);  // delete lines
        printf("row %d free()\n", i);
    }
    free(A->array);  // delete cols
    printf("pointer to rows free()\n");
    free(A);  // delete struct
    printf("struct free()\n");
    return NULL;
}

這樣你就知道指標sand不會指向已經被free()d 的區域。使用這樣的指標會使你的程式崩潰，所以最好寫

    sand = freeArray(sand);

示例代碼的輸出

printArray[3,4]

  0    1    2    3
100  101  102  103
200  201  202  203

freeArray()
row 0 free()
row 1 free()
row 2 free()
pointer to rows free()
struct free()

示例代碼

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

typedef struct
{
    int** array;
    int   rows, cols;

} Smaller;

void     fillArray(Smaller*);
Smaller* freeArray(Smaller*);
Smaller* makeArray(size_t, size_t);
void     printArray(Smaller*);

int main(void)
{
    int y = 3; 
    int x = 4;
    // sand points to a Smaller
    Smaller* sand = makeArray(y, x);
    // adding known unique values to cells is easier
    fillArray(sand);
    printArray(sand); // show values
    sand = freeArray(sand); // delete all
    return 0;
}

void fillArray(Smaller* A)
{
    for (int i = 0; i < A->rows; i  )
        for (int j = 0; j < A->cols; j  )
            A->array[i][j] = 100 * i   j;
}

Smaller* freeArray(Smaller* A)
{
    printf("\nfreeArray()\n");
    for (int i = 0; i < A->rows; i  )
    {
        free(A->array[i]);  // delete lines
        printf("row %d free()\n", i);
    }
    free(A->array);  // delete cols
    printf("pointer to rows free()\n");
    free(A);  // delete struct
    printf("struct free()\n");
    return NULL;
}

Smaller* makeArray(size_t y, size_t x)
{
    // sand points to a Smaller
    Smaller* sand = (Smaller*)malloc(sizeof(Smaller));
    sand->rows    = y;
    sand->cols    = x;

    // allocate mem for number of rows, that is 'y'
    sand->array = malloc(y * sizeof(int*));

    // allocate mem for each of the 'x' columns
    for (size_t i = 0; i < y; i  )
        sand->array[i] = malloc(x * sizeof(int));

    return sand;
};

void printArray(Smaller* sand)
{
    printf("printArray[%d,%d]\n\n", sand->rows, sand->cols);
    for (int i = 0; i < sand->rows; i  )
    {
        for (int j = 0; j < sand->cols; j  )
            printf("=  ", sand->array[i][j]);
        printf("\n");
    }
}

關于代碼

請SO人們不要費心指點我不要投結果malloc()。這是由決定。這個常見的建議是對 90 年代 C-faq 的回憶，現在我們知道隱式轉換可能不太好。事實上，隱含的事情可能會花費您很多時間：如果您malloc()在程式中使用一系列不同的結構并省略型別，如果其中一些被反轉，請記住使用所有型別轉換將幫助您避免這種昂貴的型別錯誤的...

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