c语言中malloc是什么?怎么用?

Python010

c语言中malloc是什么?怎么用?,第1张

malloc() 函数用来动态地分配内存空间,其原型为:void* malloc (size_t size)

说明:

【参数说明】

size 为需要分配的内存空间的大小,以字节(Byte)计。

【函数说明】

malloc() 在堆区分配一块指定大小的内存空间,用来存放数据。这块内存空间在函数执行完成后不会被初始化,它们的值是未知的。如果希望在分配内存的同时进行初始化,请使用 calloc() 函数。

【返回值】

分配成功返回指向该内存的地址,失败则返回 NULL。

操作:

由于申请内存空间时可能有也可能没有,所以需要自行判断是否申请成功,再进行后续操作。

如果 size 的值为 0,那么返回值会因标准库实现的不同而不同,可能是 NULL,也可能不是,但返回的指针不应该再次被引用。

注意:函数的返回值类型是 void *,void 并不是说没有返回值或者返回空指针,而是返回的指针类型未知。所以在使用 malloc() 时通常需要进行强制类型转换,将 void 指针转换成我们希望的类型,例如:

#include<stdlib.h>

typedef int ListData

ListData *data //存储空间基址

data = ( ListData * ) malloc( 100 * sizeof ( ListData ) )

扩展资料

实现malloc的方法:

(1)数据结构

首先我们要确定所采用的数据结构。一个简单可行方案是将堆内存空间以块的形式组织起来,每个块由meta区和数据区组成,meta区记录数据块的元信息(数据区大小、空闲标志位、指针等等)。

数据区是真实分配的内存区域,并且数据区的第一个字节地址即为malloc返回的地址 。

(2)寻找合适的block

现在考虑如何在block链中查找合适的block。一般来说有两种查找算法:

First fit:从头开始,使用第一个数据区大小大于要求size的块所谓此次分配的块

Best fit:从头开始,遍历所有块,使用数据区大小大于size且差值最小的块作为此次分配的块

两种方式各有千秋,best fit有较高的内存使用率(payload较高),而first fit具有较高的运行效率。这里我们采用first fit算法。

(3)开辟新的block 

如果现有block都不能满足size的要求,则需要在链表最后开辟一个新的block。

(4)分裂block 

First fit有一个比较致命的缺点,就是可能会让更小的size占据很大的一块block,此时,为了提高payload,应该在剩余数据区足够大的情况下,将其分裂为一个新的block。

(5)malloc的实现

有了上面的代码,我们就可以实现一个简单的malloc.注意首先我们要定义个block链表的头first_block,初始化为NULL;另外,我们需要剩余空间至少有BLOCK_SIZE+8才执行分裂操作

由于我们需要malloc分配的数据区是按8字节对齐,所以size不为8的倍数时,我们需要将size调整为大于size的最小的8的倍数。

c语言中malloc是动态内存分配函数,malloc()函数其实就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范围给一个指针变量,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

void

*malloc(int

size)

说明:malloc

向系统申请分配指定size个字节的内存空间。返回类型是

void*

类型。void*

表示未确定类型的指针。C,C++规定,void*

类型可以强制转换为任何其它类型的指针。

从函数声明上可以看出。malloc

new

至少有两个不同:

new

返回指定类型的指针,并且可以自动计算所需要大小。比如:

int

*p

p

=

new

int

//返回类型为int*

类型(整数型指针),分配大小为

sizeof(int)

或:

int*

parr

parr

=

new

int

[100]

//返回类型为

int*

类型(整数型指针),分配大小为

sizeof(int)

*

100

malloc

则必须由我们计算要字节数,并且在返回后强行转换为实际类型的指针。

int*

p

p

=

(int

*)

malloc

(sizeof(int))

第一、malloc

函数返回的是

void

*

类型,如果你写成:p

=

malloc

(sizeof(int))

则程序无法通过编译,报错:“不能将

void*

赋值给

int

*

类型变量”。所以必须通过

(int

*)

来将强制转换。

第二、函数的实参为

sizeof(int)

,用于指明一个整型数据需要的大小。如果你写成:

int*

p

=

(int

*)

malloc

(1)

代码也能通过编译,但事实上只分配了1个字节大小的内存空间,当你往里头存入一个整数,就会有3个字节无家可归,而直接“住进邻居家”!造成的结果是后面的内存中原有数据内容全部被清空。

malloc

也可以达到

new

[]

的效果,申请出一段连续的内存,方法无非是指定你所需要内存大小。

比如想分配100个int类型的空间:

int*

p

=

(int

*)

malloc

(

sizeof(int)

*

100

)

//分配可以放得下100个整数的内存空间。

另外有一点不能直接看出的区别是,malloc

只管分配内存,并不能对所得的内存进行初始化,所以得到的一片新内存中,其值将是随机的。

除了分配及最后释放的方法不一样以外,通过malloc或new得到指针,在其它操作上保持一致。

对其做一个特例补充

char

*ptr

if

((ptr

=

(char

*)malloc(0))

==

NULL)

puts("Got

a

null

pointer")

else

puts("Got

a

valid

pointer")

此时得到的是Got

a

valid

pointer。把0赋给malloc能得到一个合法的指针。