面试题：C语言结构体嵌套与动态内存管理的优化

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

// 定义教师结构体
typedef struct Teacher {
    char name[50];
    int yearsOfTeaching;
} Teacher;

// 定义学生结构体
typedef struct Student {
    char name[50];
    int age;
    float score;
} Student;

// 定义班级结构体
typedef struct Class {
    Teacher *teacher;
    Student *students;
    int studentCount;
} Class;

// 创建班级的函数
Class* createClass(const char* teacherName, int teacherYears, const char** studentNames, int* studentAges, float* studentScores, int studentCount) {
    if (teacherName == NULL || studentNames == NULL || studentAges == NULL || studentScores == NULL || studentCount <= 0) {
        return NULL;
    }

    Class* newClass = (Class*)malloc(sizeof(Class));
    if (newClass == NULL) {
        return NULL;
    }

    newClass->teacher = (Teacher*)malloc(sizeof(Teacher));
    if (newClass->teacher == NULL) {
        free(newClass);
        return NULL;
    }
    strcpy(newClass->teacher->name, teacherName);
    newClass->teacher->yearsOfTeaching = teacherYears;

    newClass->students = (Student*)malloc(studentCount * sizeof(Student));
    if (newClass->students == NULL) {
        free(newClass->teacher);
        free(newClass);
        return NULL;
    }

    for (int i = 0; i < studentCount; i++) {
        strcpy(newClass->students[i].name, studentNames[i]);
        newClass->students[i].age = studentAges[i];
        newClass->students[i].score = studentScores[i];
    }

    newClass->studentCount = studentCount;
    return newClass;
}

// 释放班级内存的函数
void freeClass(Class* class) {
    if (class != NULL) {
        if (class->teacher != NULL) {
            free(class->teacher);
        }
        if (class->students != NULL) {
            free(class->students);
        }
        free(class);
    }
}

你可以使用以下方式调用这个函数：

int main() {
    const char* teacherName = "Mr. Smith";
    int teacherYears = 10;
    const char* studentNames[] = {"Alice", "Bob", "Charlie"};
    int studentAges[] = {18, 19, 20};
    float studentScores[] = {85.5, 90.0, 78.0};
    int studentCount = 3;

    Class* myClass = createClass(teacherName, teacherYears, studentNames, studentAges, studentScores, studentCount);
    if (myClass != NULL) {
        // 使用班级数据
        printf("Teacher: %s, Years of Teaching: %d\n", myClass->teacher->name, myClass->teacher->yearsOfTeaching);
        for (int i = 0; i < myClass->studentCount; i++) {
            printf("Student %d: %s, Age: %d, Score: %.2f\n", i + 1, myClass->students[i].name, myClass->students[i].age, myClass->students[i].score);
        }
        freeClass(myClass);
    } else {
        printf("Failed to create class.\n");
    }

    return 0;
}

代码说明：

结构体定义：分别定义了Teacher、Student和Class结构体，Class结构体中包含Teacher指针和Student数组指针。
createClass函数：
- 进行输入参数的有效性检查，如果输入参数有NULL或者学生数量小于等于0，返回NULL。
- 为Class结构体分配内存，如果分配失败返回NULL。
- 为Teacher结构体分配内存，如果分配失败，释放Class结构体并返回NULL。
- 为Student数组分配内存，如果分配失败，释放Teacher结构体和Class结构体并返回NULL。
- 填充教师和学生的数据。
- 返回创建好的Class结构体指针。
freeClass函数：
- 释放Class结构体中teacher和students分配的内存，最后释放Class结构体本身。
main函数：
- 调用createClass函数创建班级并检查是否创建成功。
- 如果创建成功，输出班级信息。
- 调用freeClass函数释放班级内存。

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代码说明：