C - malloc 的返回值可以像数组一样使用(对齐)吗？

Question

malloc 通常用于为某些原始数据类型(int、float、 字符)。这可能看起来像这样:

#define N 10

double *mem = malloc(N * sizeof(double));

for (int i = 0; i < N; ++i) {
  mem[i] = 10.0;       // Write
  double d = mem[i];   // Read
}

如果我将 mem 声明为 char * 并稍后使用转换，这甚至会起作用:

char *mem = malloc(N * sizeof(double));

for (int i = 0; i < N; ++i) {
  *(double*)(mem + i * sizeof(double)) = 10.0;
  double d = *(double *)(mem + i * sizeof(double));
}

目前我想知道这是否定义良好并且适用于每种数据类型(甚至任何复杂类型，如 struct)。让我们假设 struct a 可以是任何东西。以下是否明确定义？

char *mem = malloc(N * sizeof(struct a));

for (int i = 0; i < 10; ++i)) {
  *(struct a *)(mem + i * sizeof(struct a)) = /* something valid */;
  struct a x = *(struct a *)(mem + i * sizeof(struct a));
}

由于 malloc 的返回值适合任何类型的变量，因此 i = 0 的情况肯定定义明确且有效，但是 I 怎么样= 1, 2, ...?对齐会搞砸吗？就像这个例子:

char char_arr[4] = /* some value */;
int *d = &char_arr[0];

第二行不能保证有效，因为 char_arr 可能不会在 4 字节边界上对齐(int 需要)。

Answer 1

Is the following well defined?

char *mem = malloc(N * sizeof(struct a));

for (int i = 0; i < N /* 10 */; ++i)) {
  *(struct a *)(mem + i * sizeof(struct a)) = /* something valid */;
  // struct a = *(struct a *)(mem + i * sizeof(struct a));
  struct a x = *(struct a *)(mem + i * sizeof(struct a));
}

几乎总是。

在对齐方面，*alloc()如 OP 所述，返回对所有基本对齐有效的内存指针。 (struct a *)(mem + i * sizeof(struct a))还将为所有 0 <= i <= N 提供一个对齐良好的指针.

OP 不太可能担心，但在稀有机器上 i * sizeof(struct a)会溢出size_t数学(足够大的 i 和 sizeof(struct a) ，而 mem[i] 不会。这在使用 flat memory 地址的常见实现中看不到。

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还有强大的代码检查内存分配失败。

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候选简化代码。注意类型 ptr指向不相关，假设未定义 void *ptr . @usr .

ptr = malloc(sizeof *ptr * N);
if (ptr == NULL) Handle_OOM();

for (size_t i = 0; i < N; ++i)) {
  ptr[i] = /* something valid */;
}

`