malloc分配含指针成员的结构体指针时的内存问题咨询

先回顾你定义的结构体：

typedef struct list_ele
{
    char *value;
    struct list_ele *next;
}list_ele_t;

typedef struct
{
    list_ele_t *head;
    int qSize;
}queue_t;

下面逐个解答你的问题：

1. 执行queue_t *q = malloc(sizeof(queue_t));时发生了什么？ #

这条语句会从程序的堆内存中，申请一块大小刚好能容纳queue_t结构体的内存空间，然后把这块空间的起始地址赋值给指针q。此时q指向的内存里包含两个成员：

• head：一个list_ele_t*类型的指针变量，但它的值是随机的（野指针），因为malloc不会初始化分配的内存；
• qSize：一个int类型的变量，值也是随机的。

你需要手动初始化这两个成员，比如把qSize设为0，head设为NULL或者指向一个有效的节点。

2. malloc分配的内存大小是多少？ #

分配的大小就是sizeof(queue_t)的结果，这个值由两部分决定：

• 结构体成员的总大小：list_ele_t*的大小 + int的大小；
• 编译器的内存对齐填充字节（为了让CPU访问内存更高效）。

举个例子：

• 32位系统中，指针占4字节，int占4字节，总大小是8字节（无需填充）；
• 64位系统中，指针占8字节，int占4字节，编译器通常会填充4字节，让整个结构体大小对齐到8字节的倍数，最终是16字节。

你可以用printf("%zu\n", sizeof(queue_t));直接打印出具体大小。

3. 是否需要用q->head = malloc(sizeof(list_ele_t));为head申请空间？ #

这取决于你的队列初始化需求：

• 如果你的队列初始状态是空的，不需要分配这块内存，反而应该把q->head设为NULL，同时把q->qSize设为0，这样能明确表示队列没有节点；
• 如果你的队列初始化时就需要包含一个节点，那才需要执行这条语句，分配一个list_ele_t的内存给head，同时记得初始化这个节点的value和next（比如把next设为NULL），并把qSize设为1。

注意：不管哪种情况，刚malloc完q之后，q->head是野指针，必须手动处理（要么设为NULL，要么分配有效内存），否则后续访问q->head的成员会导致程序崩溃或未定义行为。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者0130