mallocを利用して配列のサイズを決める

Question

書籍を読んでいると、char title[64]などとすると、時には[64]では収まらないときや、[64]では大きすぎて無駄なときもある。
そこで、titleの宣言を以下のようにすれば、タイトルの文字列の領域を必要なだけ割り当てることができる。
このようにサンプルプログラムがありますが、mallocにより*titleが指すポインタからlen+1分のメモリを動的に確保しているのだろうと理解しています。
これによって、len+1分のメモリは確保できているとは思いますが、どのようにしてtitleに本のタイトルを格納するのでしょうか。
data->title = "HarryPotter";
data.len = strlen("HarryPotter");
とメイン文に書けばよいのでしょうか？

typedef struct BookData_tag{
    char *title; //本のタイトル
    int len; //タイトルの長さ
}BookData;

int main(void){
    BookData *data;
    data->title = malloc(sizeof(char)*(len+1));//lenはタイトルの文字数、+1はナル文字の分

Answer 1

あえて少しズレた回答をすると、
基本的にメモリはページサイズ単位(4KBが一般的)で割り当てられます。
C言語の標準ライブラリ内で、これを細切れにして管理しますが
64byte程度を細々と割り当てるのでは無駄を省くという意図とは逆に無駄が発生する事を覚えておくとよいでしょう。

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C言語で可変文字列をstructで実現するのにはちょっとした裏技があります。

まず、1文字の配列とし、struct末尾に持っていきます。

typedef struct BookData_tag{
    int len; //タイトルの長さ
    char title[1]; //本のタイトル
} BookData;

使う時は、意外と簡単です。

char* p = "HarryPotter";
int len = strlen(p);
BookData *ptr = malloc(sizeof(BookData)+len);
ptr->len = len;
strcpy(ptr->title, p);

注意点としては、

• 可変にできるデータは末尾に1つだけ
• 末尾にデータ置き場があるので、配列(BookData data[100])などはできない
  どうしても、配列がほしければポインタの配列(BookData *data[100])を使う
• malloc等をせずにローカル変数として扱おうとするとメモリ破壊の原因になる

感じです。

生成関数を作っておくと楽でしょう。

// 不要になったらfreeを忘れずに
BookData* BookData_Init(const char* title){
    if(title == NULL)
        return NULL;
    int len = strlen(p);
    BookData *ptr = malloc(sizeof(BookData) + len);
    ptr->len = len;
    strcpy(ptr->title, title);
    return ptr;
}

Answer 2

strcpy関数またはmemcpy関数を使います。

追記
なお、提示のソースコードでは実行エラーが置きます。ポインタ変数dataが有効な先を示しておりません。data->titleの先を割り当てる前に、dataの先を用意する必要があります。

Comments

[AdultMr.]

ご回答いただきありがとうございます。
ご指摘いただいた通り、このままでは実行エラーが起きました。
下記の通りコードを修正したところ、コンパイルは通り、HarryPotterと表示されるようになりました。
そこで、２点質問させていただけないでしょうか。
１．memcpyを使ってコードを書き直して見ましたが、間違った使い方をしていますでしょうか。
２．構造体をポインタ変数dataで受けた場合に、有効な先とはどのように用意すればよいのでしょうか…。今回の修正コードでは、ポインタ変数の使い方が分からず、*data→dataに変更をしております。

typedef struct BookData_tag{
char *title; //本のタイトル
int len; //タイトルの長さ
}BookData;

int main(void){
char *mozi = "HarryPotter";
BookData data;
data.len = strlen(mozi);
data.title = malloc(sizeof(char) * (data.len+1));
memcpy(data.title, mozi, data.len+1 );
printf("%s\n",data.title);
return 0;
}

[yumetodo]

> char *mozi = "HarryPotter";

重箱の隅をつつくようですがconstがないです。

const char *mozi = "HarryPotter";

あとは合ってます

[asm]

C言語では合法だったはず

[yumetodo]

Cでもどのみち文字列リテラルのある領域への書き換えは許されていないので、ならconstつけておくべき。

[HogeAnimalLover]

（１について）はい。あっています。まあ文字列についてならstrcpy使うほうが多いです。（２について）「BookData bookdata; BookData* data = &bookdata;」とするか、「BookData* data = (BookData*)malloc(sizeof(BookData) );」とします。

Answer 3

文字列の長さが 64 で構わないなら構造体の中に大きさ 64 の文字配列を設けても構わないが、実際は文字列の長さはいろいろですからね。固定長の配列にとらわれない方が良いと思います。

構造体のメンバを char *title; というポインタ変数にするなら、malloc() は必要無いと思う。次のように構造体変数 data を初期化できるからです。

int main(void)
{
    BookData data = {
        "HarryPotter", sizeof("HarryPotter")
    };

    printf("title = %s, length = %d\n",
         data.title, data.len);

実行結果は

title = HarryPotter, len = 12

気になる点が無いわけではないが。。。

Comments

[fana]

これって，構造体を使う利点は何なのだろう？

[Zuishin]

質問者の意図とは違うようですね。

[rubato6809]

そりゃあ違っちゃう場合もありますよ。

[Zuishin]

違った場合は低評価していいんでしょう？

[rubato6809]

あなたの判断次第です。私も私の判断で低評価をつけたので。

Answer 4

mallocにより*titleが指すポインタからlen+1分のメモリを動的に確保しているのだろうと理解しています。

data->title = malloc(sizeof(char)*(len+1));

若干違っていると思います.
「mallocによりlen+1分のメモリを動的に確保して, 返されるポインタを*titleに入れている」
です.
この後は, 例えば len=11 でしたら char title[12]; と同様に title を利用できます.