malloc函数的用法

https://blog.csdn.net/qq_27871973/article/details/82896847

malloc函数是一种分配长度为num_bytes字节的内存块的函数，可以向系统申请分配指定size个字节的内存空间。malloc的全称是memory allocation（动态内存分配），当无法知道内存具体位置的时候，想要绑定真正的内存空间，就需要用到动态的分配内存。返回类型是 void* 类型。void* 表示未确定类型的指针。C,C++规定，void* 类型可以通过类型转换强制转换为任何其它类型的指针。

1、函数原型及说明

void *malloc(long NumBytes)：该函数分配了NumBytes个字节，并返回了指向这块内存的指针。如果分配失败，则返回一个空指针（NULL）。分配失败的原因，应该有多种比如说空间不足就是一种。

void free(void *FirstByte)： 该函数是将之前用malloc分配的空间还给程序或者是操作系统，也就是释放了这块内存，让它重新得到自由。

2、函数的用法

使用前要申明：#include <stdlib.h>或者#include <malloc.h>

如果在source code中没有直接或者间接include过stdlib.h，那么gcc就会报出error：'malloc’ was not declared in this scope。

其实这两个函数用起来倒不是很难，也就是malloc()之后觉得用够了就甩了它把它给free()了，举个简单例子：

// Code...

char *Ptr = NULL;

Ptr = (char *)malloc(100 * sizeof(char));

if (NULL == Ptr)
{
exit (1);
}

gets(Ptr);

// code...

free(Ptr);

Ptr = NULL;

// code...

就是这样！当然，具体情况要具体分析以及具体解决。比如说，你定义了一个指针，在一个函数里申请了一块内存然后通过函数返回传递给这个指针，那么也许释放这块内存这项工作就应该留给其他函数了。

3、malloc函数与new函数区别

new返回指定类型的指针，并且可以自动计算所需要的大小。

  1. int *p;
  2. p = new int;   //返回类型为int *类型，分配的大小为sizeof(int)
  3. p = new int[100];    //返回类型为int *类型，分配的大小为sizeof(int) * 100

 而malloc则必须由我们计算字节数，并且在返回的时候强转成实际指定类型的指针。

  1. int *p;
  2. p = (int *)malloc(sizeof(int));
  3. .......
  4. free(p);
  • malloc的返回是void *，如果我们写成了： p = malloc(sizeof(int))，间接的说明了（将void *转化给了int *,这不合理）;
  •  malloc的实参是sizeof(int)，用于指明一个整形数据需要的大小，如果我们写成：p =  （int *）malloc(1)，那么可以看出：只是申请了一个字节的空间，如果向里面存放了一个整数的话，将会占用额外的3个字节，可能会改变原有内存空间中的数据；
  • malloc只管分配内存，并不能对其进行初始化，所以得到的一片新内存中，其值将是随机的。一般意义上：我们习惯性的将其初始化为NULL。当然,也可以用memset函数的。

简单的说：malloc 函数其实就是在内存中：找一片指定大小的空间，然后将这个空间的首地址给一个指针变量，这里的指针变量可以是一个单独的指针，也可以是一个数组的首地址， 这要看malloc函数中参数size的具体内容。我们这里malloc分配的内存空间在逻辑上是连续的，而在物理上可以不连续。我们作为程序员，关注的 是逻辑上的连续，其它的，操作系统会帮着我们处理的。

4、其他说明

关于该函数的原型，在以前malloc返回的是char型指针，新的ANSIC标准规定，该函数返回为void型指针，因此必要时要进行类型转换。

如果分配成功则返回指向被分配内存的指针(此存储区中的初始值不确定)，否则返回空指针NULL。当内存不再使用时，应使用free()函数将内存块释放。函数返回的指针一定要适当对齐，使其可以用于任何数据对象。

5、malloc工作机制

malloc函数的实质体现在，它有一个将可用的内存块连接为一个长长的列表的所谓空闲链表。调用malloc函数时，它沿连接表寻找一个大到足以满足用户请求所需要的内存块。然后，将该内存块一分为二（一块的大小与用户请求的大小相等，另一块的大小就是剩下的字节）。接下来，将分配给用户的那块内存传给用户，并将剩下的那块（如果有的话）返回到连接表上。

调用free函数时，它将用户释放的内存块连接到空闲链上。到最后，空闲链会被切成很多的小内存片段，如果这时用户申请一个大的内存片段，那么空闲链上可能没有可以满足用户要求的片段了。于是，malloc函数请求延时，并开始在空闲链上翻箱倒柜地检查各内存片段，对它们进行整理，将相邻的小空闲块合并成较大的内存块。如果无法获得符合要求的内存块，malloc函数会返回NULL指针，因此在调用malloc动态申请内存块时，一定要进行返回值的判断。Linux Libc6采用的机制是在free的时候试图整合相邻的碎片，使其合并成为一个较大的free空间。

参考资料

[1]https://blog.csdn.net/chf_1/article/details/78688557

[2]https://www.cnblogs.com/Commence/p/5785912.html, 这篇写的很详细

[3]https://www.cnblogs.com/shiweihappy/p/4246372.html

 

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