C言語の構造体ポインターにおいて関数先で配列が増加する場合の書き方を教えて下さい

Question

以下のようなC言語の構造体ポインターにおいて関数先で内容を定義するコードを書いています。
しかしながら下記コードにおけるaddStaff関数内で設定した内容がmainのstaffポインターに引き継がれず、main関数のprintfにてSegmentation fault（コアダンプ）が発生してしまいます。
参照渡しの理解が足りないのだと考えていますが、いまのところ良い参考サイトが見つけられず困っています。

ちなみに下記のコードは、staffポインターに3人の名前を定義して表示するプログラムです。
表示するのはmain関数内、人を定義するのはaddStaff関数内でお願いします。

以上、よろしくお願いいたします。

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

struct _staff {
    char name[64];
};

void addStaff(struct _staff *staff);

int main(void) {
    int i;
    struct _staff *staff;

    printf("start\n");
    addStaff(staff);

    printf("result\n");
    for(i = 0; i < 3; i++) {
            printf("No %d, %s\n", i+1, staff[i].name);
    }

    printf("end\n");
    return 0;
}

void addStaff(struct _staff *staff)
{
    staff = (struct _staff *)malloc(sizeof(struct _staff) * 3);
    sprintf(staff[0].name, "akai");
    sprintf(staff[1].name, "aoi");
    sprintf(staff[2].name, "hogehoge");
}

Answer 1

addStaff関数と言う名前が気になって作成してみました。

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

struct _staff {
    char name[64];
};

struct _staff * addStaff(struct _staff *staff);

int main(void) {
    int i;
    struct _staff *staff;

    printf("start\n");
    staff=addStaff(staff); //1回目
    staff=addStaff(staff); //2回目
    staff=addStaff(staff); //3回目

    printf("result\n");
    for(i = 0; i < 9; i++) {
        printf("No %d, %s\n", i+1, staff[i].name);
    }

    free(staff);
    printf("end\n");
    return 0;
}

struct _staff * addStaff(struct _staff *staff)
{
    static int cnt=0;
    int ap=cnt;
    if ( cnt == 0 )
        staff = (struct _staff *)malloc(sizeof(struct _staff));
    cnt+=3;
    staff = (struct _staff *)realloc(staff, sizeof(struct _staff) * cnt);
    if ( staff == NULL ){
        free(staff);
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    sprintf(staff[ap++].name, "akai");
    sprintf(staff[ap++].name, "aoi");
    sprintf(staff[ap++].name, "hogehoge");
    return(staff);
}

Comments

[halohalolin]

amuraさんありがとうございます。
元のソースコードは初期設定でしか名前を設定できないのにaddStaffという名前はアレだったですね。
参考にさせていただきます。

Answer 2

スタッフを管理するスタッフリスト構造体を用意する手もありますよ。
それと、sprintfなどの書式指定ライブラリを使うのであれば、書式に "%s" などを必ず使ってください。フォーマットストリング攻撃される脆弱性になってしまう可能性がありますので。
単に文字列をコピーするのであれば strcpy を使うといいです。

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

typedef struct staff {
    char name[64];
} staff_t;

typedef struct stafflist {
    int num;
    staff_t *staff;
} stafflist_t;

void addStaff(stafflist_t *stafflist);

int main(void) {
    int i;
    stafflist_t stafflist;

    printf("start\n");
    addStaff(&stafflist);

    printf("result\n");
    for(i = 0; i < stafflist.num; i++) {
            printf("No %d, %s\n", i+1, stafflist.staff[i].name);
    }

    printf("end\n");
    return 0;
}

void addStaff(stafflist_t *stafflist)
{
    int num = 3;
    staff_t *staff = (staff_t *)malloc(sizeof(staff_t) * num);
    sprintf(staff[0].name, "%s", "akai");
    sprintf(staff[1].name, "%s", "aoi");
    sprintf(staff[2].name, "%s", "hogehoge");
    stafflist->num = num;
    stafflist->staff = staff;
}

ちょっと脱線しますが、C++だとこんな書き方ができます。

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

struct Staff {
    char name[64];
};

struct StaffList {
    int num = 0;
    Staff *staff = NULL;

    void add(const char *name) {
        staff = (Staff *)reallocarray(staff, sizeof(Staff), num + 1);
        strncpy(staff[num].name, name, sizeof(staff[num].name) - 1);
        num++;
    }
};

int main(void) {
    printf("start\n");

    StaffList stafflist;
    stafflist.add("akai");
    stafflist.add("aoi");
    stafflist.add("hogehoge");

    printf("result\n");
    for(int i = 0; i < stafflist.num; i++) {
            printf("No %d, %s\n", i+1, stafflist.staff[i].name);
    }

    printf("end\n");
    return 0;
}

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[halohalolin]

shiracamusさん、ありがとうございます！

Answer 3

他の回答のように戻り値で受け取る方法もありますが、現在のコードを利用する場合、引数をダブルポインタにする必要があります。
どこが変わったかはご自分で差分で見てみてください。

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

struct _staff {
    char name[64];
};

void addStaff(struct _staff **staff);

int main(void) {
    int i;
    struct _staff *staff;

    printf("start\n");
    addStaff(&staff);

    printf("result\n");
    for(i = 0; i < 3; i++) {
            printf("No %d, %s\n", i+1, staff[i].name);
    }

    printf("end\n");
    return 0;
}

void addStaff(struct _staff **staff)
{
    *staff = (struct _staff *)malloc(sizeof(struct _staff) * 3);
    sprintf((*staff)[0].name, "akai");
    sprintf((*staff)[1].name, "aoi");
    sprintf((*staff)[2].name, "hogehoge");
}

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[halohalolin]

ttyp03さん、ありがとうございます！

実は先のコードはあくまでサンプルで、実際悩んでいるコードが別にあります。
そこで、コードの修正が少なくてすみそうなttyp03さんの案で試してみたところ、動作を確認しました！

ダブルポインターとかまったく理解の外にあったので、精進させていただきます。

素早いご返答ありがとうございました！

Answer 4

void addStaff(struct _staff *staff)

これではポインタはコピーされるので、staff = （後略）;と関数内で代入しても、その値はどこにも影響せずに無効になってしまいます。

ポインタを返り値にして、呼ぶ側でstaff = addStaff();のように受け取れるようにする、というのが適切です。

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[halohalolin]

maisumakunさん、ありがとうございます。

実は先のコードはサンプルで、実際悩んでいるコードが別にあります。
そこで、コードの修正が少なくてすみそうな別の方（ttyp03さん）の案で進めようと考えています。

maisumakunさんの案も今後別の機会に使えるよう、糧にさせていただきます。
素早いご返答ありがとうございました！