C语言二重指针与malloc

(内容主要源于网上，只是加入了些自己的剖析)

假设有一个二重指针：

char **p;

同时有一个指针数组

char *name[4];

如何引用p呢？ 首先我们有程序代码如下 

#include <stdio.h> 
int main() { 
    char *s = "I love you"; 
    char *s1 = "you love me"; 
    char *s2 = "she love you"; 
    char *s3 = "he love her"; 
    char *name[4]; 
    name[0] = s; 
    name[1] = s1; 
    name[2] = s2; 
    name[3] = s3; 

    char **p; 
    p = name + 2; 
    printf("%d\n", *p); 
    printf("%d\n", **p); 
    printf("%c\n", **p); //为什么这个打印s
    printf("%d\n", p); 
    printf("%d\n", *&p); 
    printf("%d\n", &p); 
    printf("%s\n", *p);  //而这个打印出了字符串
    return 0; 
}

　输出结果依次为：

4333636

115

s

1244976

1244976

1244964

she love you

分析：

1、 p是一个二重指针，它本身是一个变量。既然是变量，那么它本身就应该存储值。 这就和 int i = 65;一样，i 存储了数值 65。而p存储的是地址，地址也是一种数值。 所以当我们打印p时，打印出来的就是p中存储的地址数值，结合本题就是1244976。

2、 同理：打印*&p，我们先取p的地址(&p),p是变量，当然自身也会有存放的地址；然后我们 用*去用该地址上存储的数值，显然就是p这个变量所代表的数值，当然还是1244976。

3、 我们在分析用%d来打印*p, 为何得到了4333636。 理由是：p是二重指针，所以*p表示还是一个一重指针变量，它的具体表示可以是*(p + 0)。 为了便于理解，我们这样假设有一个 char *row; row = *(p + 0);这样我们就把问题转化 成了一维的指针了，我们打印*p，其实就是打印row，这样我们可以参考分析（1）。

4、 分析用%s来打印*p，为何得到了 she love you 其实我们完全可以利用分析（3）的思路，这时候，row代表的是这句话的首地址， 我们通过该句的首地址，来打印这个字符串。

5、 我们再来分析用%d打印**p 为何得到的是115；其实我们可以这样来看*(*(p + 0) + 0);这样的好处是可以简化，变成*(row + 0);既然row是一维 指针，那么这个(row + 0)代表的就是我们想要打印的字符串的第0个字符的地址！那么我们用* 来用这个地址的值，刚好就是's'，便忘了's'对应的ACSII码就是115！

6、 分析%c 为何能打印's'。分析（5）已经全说了。

 

相关面试题：

错误的例程：

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

void Getmemery(char *p)
{
    p=(char *)malloc(100);
　　//下面一行是自己加的
　　*p=1; //为了对比问题出在哪里
}

void main()
{
    char *str=NULL;

    Getmemery(str);
    strcpy(str,"hello world");
    printf("%s",str);
    free(str);
}

编译时通过，运行时会输出段错误。

其实还是C里面经典的错误（值传递swap问题），为什么第一眼看上去是对的，因为我们一贯地认为指针传递就可以这么操作，然后忽略了后面的修改是否有效。

错就错在：传入了指针，后面做的却不是对指针的操作，而是对指针变量的操作。而对指针变量的操作又变成了原来类似值传递swap的问题，使其对指针的修改无效。指针变量与其他普通类型的变量没太大区别，都是一段内存的别称（只不过指针变量表示的内存放的是地址，其他类型的变量放的是数据），传入子函数后，只是将以str为别称的内存的值NULL地址传给了以p为别称的内存,以p为别称的内存则通过malloc成了另一块内存的别称。但是子函数结束后,回到原来的主函数，str还是原来的str,并没有发生变化，还是NULL指针。

若想要其有效只能，用指针的方式传入str(其实指针变量也是某一块内存的内容)[&str]并对指针操作（下面第2种修改方法），或者将修改后的指针变量返回（下面第1种方法）。

一种修正方法：

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

char *Getmemery(void)　　//通过返回指针变量
{
    char *p=(char *)malloc(100);
    return p;
}

void main()
{
    char *str=NULL;

    str = Getmemery();
    strcpy(str,"hello world");
    printf("%s",str);
    free(str);
}

另一种修改方法

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

void Getmemery(void **p)　　//通过使用二重指针
{
    *p=(void *)malloc(100);
}

void main()
{
    char *str=NULL;

    Getmemery(&str);
    strcpy(str,"hello world");
    printf("%s",str);
    free(str);
}

分析一下之前的程序为什么会错了。

（1）void Getmemery(char *p)

（2）char *str=NULL;

（3）Getmemery(str);

1中子程序的形参是一个指针，然后很自然会想到2，3中的调用方式，本来的想法是用malloc分配内存，然后修改传入的指针变量，那么最后就根据通过 strcpy(str,"hello world"); 就可以向分配的内存里面写数据了。一切都是那样流畅，对，因为这个用法平时用习惯了，所以根本不会去考虑正确性。

然而，这里就出问题了。首先，Getmemery(str) 传递的是 srt指针的地址，这个没有问题，C不同于C++，参数是通过传递的，而不是通过引用。也就是说，实际参数 str 先自己copy一份，然后传递给形式参数 *P接收，这个C语言的指针的时候已经强调多次了，但是自己还是错了啊，哈哈。

然后，在子程序里面，如果通过 *P 那么访问到的将是 *str的内容，这是等价的。但是，本程序一个致命的错误，非常隐蔽，那是子程序企图修改 p 的内容，而不是 *p 的内容！！这个错误找了我很久终于给揪出来了。修改了 p 的值是没有意义的，这个值是形式参数，并不会返回任何的东西，而 *p 则是通过p的地址直接访问需要的变量，这是不同的用法。所以说白了，void Getmemery(char *p) 执行之后并没有改变任何的东西，str的值并没有修改过，保持NULL，所以访问 *0 地址会被操作系统禁止，得到一个错误。

解决办法，是用2重指针。目的是要修改指针的地址，但是按照上面的分析，我们并不能去修改，但是我们可以用2重指针，将*str的地址值str，用2重指针来改变。

void Getmemery(void **p)
{
 *p=(void **)malloc(100);
}

子程序修改为这个样子，出入的参数也得修改

char *str=NULL;
Getmemery(&str);

那么可以这样理解，因为形参是2重指针，所以 p 对应 &str ，*P 对应 str，之前说了，我们的目的是要修改 str的值，所以很自然，我们用 *p = xxx 这样的形式去修改了。

这样得到的程序就正确了。

　

malloc

标准3部曲：malloc + free +指针置空

malloc申请的是堆（heap）空间

malloc使用注意事项：

1、用malloc分配的空间之前要注意检查malloc是否分配成功（即判断返回值是地址还是NULL）；

2、malloc分配完之前注意初始化，以及防止越界操作。

3、free之后注意将指针置为NULL.

/*
date:20100824
description:malloc使用规范探讨
in参数：申请的堆内存字节数，注意int,short,float需要自己乘上相应字节数。
out返回值：void *
*/
main()
{
char *str=NULL;
str=(char *)malloc(10); 　　//注意malloc返回值是void *,申请时需要强制转换成需要的类型
memset(str,0,10);  　　　　　//如果不清空，申请的区域值是随机的，养成好习惯
strcpy(str,"happylife"); 　 //使用strcpy特别注意拷贝的字符串长度<=10-1，即要预留字符串结束标志'\0'
puts(str);
free(str);
printf("str[address]:%s[%x]\n",str,str);  //这里的str内容为空，但是指针地址还在

str=NULL;  　　　　　　　　　　//注意指针free之后该指针仍然存在，最好将它指向为空。
printf("str[address]:%s[%x]\n",str,str);  //这里的str内容为空，地址也为空
}