3. 两层指针的参数

两层指针也是指针,同样可以表示传入参数、传出参数或者Value-result参数,只不过该参数所指的内存空间应该解释成一个指针变量。用两层指针做传出参数的系统函数也很常见,比如pthread_join(3)void **参数。下面看一个简单的例子。

例 24.3. 两层指针做传出参数

/* redirect_ptr.h */
#ifndef REDIRECT_PTR_H
#define REDIRECT_PTR_H

extern void get_a_day(const char **);

#endif

想一想,这里的参数指针是const char **,有const限定符,却不是传入参数而是传出参数,为什么?如果是传入参数应该怎么表示?

/* redirect_ptr.c */
#include "redirect_ptr.h"

static const char *msg[] = {"Sunday", "Monday", "Tuesday", "Wednesday",
			"Thursday", "Friday", "Saturday"};
void get_a_day(const char **pp)
{
     static int i = 0;
     *pp = msg[i%7];
     i++;
}
/* main.c */
#include <stdio.h>
#include "redirect_ptr.h"

int main(void)
{
     const char *firstday = NULL;
     const char *secondday = NULL;
     get_a_day(&firstday);
     get_a_day(&secondday);
     printf("%s\t%s\n", firstday, secondday);
     return 0;
}

两层指针作为传出参数还有一种特别的用法,可以在函数中分配内存,调用者通过传出参数取得指向该内存的指针,比如getaddrinfo(3)struct addrinfo **参数。一般来说,实现一个分配内存的函数就要实现一个释放内存的函数,所以getaddrinfo(3)有一个对应的freeaddrinfo(3)函数。

表 24.4. 通过参数分配内存示例:void alloc_unit(unit_t **pp); void free_unit(unit_t *p);

调用者实现者
  1. 分配pp所指的指针变量的空间

  2. 调用alloc_unit分配内存

  3. 读取pp所指的指针变量,通过后者使用alloc_unit分配的内存

  4. 调用free_unit释放内存

  1. 规定指针参数的类型unit_t **

  2. alloc_unit分配unit_t的内存并初始化,为pp所指的指针变量赋值

  3. free_unit释放在alloc_unit中分配的内存


例 24.4. 通过两层指针参数分配内存

/* para_allocator.h */
#ifndef PARA_ALLOCATOR_H
#define PARA_ALLOCATOR_H

typedef struct {
     int number;
     char *msg;
} unit_t;

extern void alloc_unit(unit_t **);
extern void free_unit(unit_t *);

#endif
/* para_allocator.c */
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
#include "para_allocator.h"

void alloc_unit(unit_t **pp)
{
     unit_t *p = malloc(sizeof(unit_t));
     if(p == NULL) {
	  printf("out of memory\n");
	  exit(1);
     }
     p->number = 3;
     p->msg = malloc(20);
     strcpy(p->msg, "Hello World!");
     *pp = p;
}

void free_unit(unit_t *p)
{
     free(p->msg);
     free(p);
}
/* main.c */
#include <stdio.h>
#include "para_allocator.h"

int main(void)
{
     unit_t *p = NULL;

     alloc_unit(&p);
     printf("number: %d\nmsg: %s\n", p->number, p->msg);
     free_unit(p);
     p = NULL;
     return 0;
}

思考一下,为什么在main函数中不能直接调用free(p)释放内存,而要调用free_unit(p)?为什么一层指针的函数接口void alloc_unit(unit_t *p);不能分配内存,而一定要用两层指针的函数接口?

总结一下,两层指针参数如果是传出的,可以有两种情况:第一种情况,传出的指针指向静态内存(比如上面的例子),或者指向已分配的动态内存(比如指向某个链表的节点);第二种情况是在函数中动态分配内存,然后传出的指针指向这块内存空间,这种情况下调用者应该在使用内存之后调用释放内存的函数,调用者的责任是请求分配和请求释放内存,实现者的责任是完成分配内存和释放内存的操作。由于这两种情况的函数接口相同,应该在文档中说明是哪一种情况。