Dynamiczna alokacja struktur

Część sekcji Logika i sterowanie przepływem ścieżki C w Coddy. Lekcja 48 z 63.

Do tej pory nauczyłeś się tworzyć struktury na stosie — istnieją one w zakresie, w którym zostały zadeklarowane, i są automatycznie usuwane, gdy ten zakres się kończy. Ale co, jeśli potrzebujesz, aby struktura istniała także po zakończeniu pierwotnego zakresu albo nie wiesz w czasie kompilacji, ile struktur będzie potrzebnych?

Właśnie tutaj przydaje się alokacja dynamiczna. Możesz użyć malloc(), aby tworzyć struktury na stercie, tak jak w przypadku każdego innego typu danych. Kluczowa różnica polega na tym, że struktury zaalokowane dynamicznie pozostają w pamięci, dopóki jawnie ich nie zwolnisz za pomocą free().

Oto składnia dynamicznego przydzielania pamięci dla struktury:

struct Point *ptr = malloc(sizeof(struct Point));

Przydziela to wystarczająco dużo pamięci na stercie, aby pomieścić jedną strukturę Point, i zwraca wskaźnik do tej pamięci. Następnie możesz użyć operatora strzałki, aby uzyskać dostęp do składowych struktury i je modyfikować:

ptr->x = 10;
ptr->y = 20;

Pamiętaj, aby zawsze sprawdzać, czy malloc() zakończyło się powodzeniem (zwróciło wartość inną niż NULL), i wywołać free(ptr), gdy skończysz korzystać ze struktury, aby zapobiec wyciekom pamięci. Ta technika jest niezbędna do tworzenia elastycznych programów, które mogą tworzyć struktury danych i zarządzać nimi w czasie wykonywania.

Wyzwanie

Łatwy

Utwórz program w C, który demonstruje dynamiczną alokację struktur za pomocą malloc(). Twój program powinien:

Zdefiniować struct o nazwie Car z następującymi składowymi:
- Liczbę całkowitą year do przechowywania roku produkcji
- Tablicę znaków brand o rozmiarze 20 do przechowywania marki samochodu
- Tablicę znaków model o rozmiarze 25 do przechowywania modelu samochodu
- Liczbę zmiennoprzecinkową price do przechowywania ceny samochodu
- Liczbę całkowitą mileage do przechowywania przebiegu samochodu
W funkcji main zadeklarować wskaźnik do struktury Car o nazwie carPtr
Użyć malloc(), aby dynamicznie zaalokować pamięć dla jednej struktury Car i przypisać zwrócony adres do carPtr
Sprawdzić, czy alokacja pamięci się powiodła:
- Jeśli carPtr ma wartość NULL, wypisać Memory allocation failed i zakończyć program
- Jeśli alokacja się powiodła, wypisać Memory allocation successful
Odczytać następujące wartości wejściowe i przypisać je do składowych struktury za pomocą operatora strzałkowego:
- Odczytać liczbę całkowitą oznaczającą rok i przypisać ją za pomocą carPtr->year
- Odczytać ciąg znaków oznaczający markę i przypisać go za pomocą carPtr->brand
- Odczytać ciąg znaków oznaczający model i przypisać go za pomocą carPtr->model
- Odczytać liczbę zmiennoprzecinkową oznaczającą cenę i przypisać ją za pomocą carPtr->price
- Odczytać liczbę całkowitą oznaczającą przebieg i przypisać ją za pomocą carPtr->mileage
Po odczytaniu wszystkich wartości wykonać następujące obliczenia za pomocą operatora strzałkowego:
- Obliczyć wiek samochodu, odejmując rok od 2024: int age = 2024 - carPtr->year;
- Obliczyć stopę amortyzacji na podstawie wieku: jeśli wiek jest większy niż 10, ustawić depreciation na 0.6, w przeciwnym razie ustawić ją na 0.8
- Obliczyć bieżącą wartość: carPtr->price * depreciation
Wypisać informacje o samochodzie za pomocą operatora strzałkowego, dokładnie w tym formacie:
- Car Information:
- Year: [year]
- Brand: [brand]
- Model: [model]
- Original Price: [price]
- Mileage: [mileage]
- Age: [age] years
- Current Value: [current_value]
Zwolnić dynamicznie zaalokowaną pamięć za pomocą free(carPtr)
Wypisać Memory freed successfully

To wyzwanie sprawdza Twoje rozumienie dynamicznej alokacji struktur za pomocą malloc(), sprawdzania, czy alokacja się nie powiodła, dostępu do składowych struktury przez wskaźniki za pomocą operatora strzałkowego oraz prawidłowego zwalniania zaalokowanej pamięci za pomocą free(). Przećwiczysz pełny cykl zarządzania pamięcią dynamiczną w przypadku struktur.

Spróbuj swoich sił

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

// TODO: Zdefiniuj tutaj strukturę Car

int main() {
    // TODO: Zadeklaruj wskaźnik do struktury Car o nazwie carPtr
    
    // TODO: Użyj malloc(), aby przydzielić pamięć dla jednej struktury Car
    
    // TODO: Sprawdź, czy przydzielenie pamięci się powiodło
    
    // Odczytaj wartości wejściowe
    int year, mileage;
    char brand[20], model[25];
    float price;
    
    scanf("%d", &year);
    scanf("%s", brand);
    scanf("%s", model);
    scanf("%f", &price);
    scanf("%d", &mileage);
    
    // TODO: Przypisz wartości wejściowe do pól struktury za pomocą operatora strzałki
    
    // TODO: Oblicz wiek, amortyzację i bieżącą wartość
    
    // TODO: Wypisz informacje o samochodzie w wymaganym formacie
    
    // TODO: Zwolnij przydzieloną pamięć i wypisz komunikat o powodzeniu
    
    return 0;
}