c语言中malloc是什么？怎么用?

Python011

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。

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

描述：

（参数描述）

Size是以字节为单位分配的内存空间量。

【功能描述】

Malloc（）在堆中分配指定大小的内存空间来保存数据。函数执行后，此内存空间未初始化，且其值未知。如果希望在分配内存的同时进行初始化，可以使用calloc（）函数。

（返回值）

分配成功时返回指向内存的地址，失败时返回NULL。

操作：

由于在请求内存空间时，可能有内存空间，也可能没有内存空间，所以在继续之前，您需要自己决定应用程序是否成功。

如果size的值为0，返回值可能为NULL，也可能不为NULL，这取决于标准库实现，但是不应该再次引用返回的指针。

注意：函数的返回值类型为void＊，Void并不意味着没有返回值或空指针，而是返回的指针类型未知。所以当你使用malloc（）时，你通常需要将void指针转换成你想要的类型，例如：

# include <stdlib。H >

TypedefintListData；

ListData＊数据；／／存储空间的基本地址

Data＝（ListData＊）malloc（100＊sizeof（ListData））；

扩展资料：

实现malloc的方法：

（1）数据结构

首先，我们要确保数据结构。一个简单可行的解决方案是将堆内存空间组织成块，每个块由一个元区域和一个数据区域组成，元区域记录关于数据块的元数据（数据区域大小、空闲标志位、指针等）。

数据区域是实际分配的内存区域，数据区域的第一个字节地址是malloc返回的地址。

（2）找到正确的街区

现在考虑如何在区块链中找到合适的区块。一般来说，有两种搜索算法：

Firstfit：从头开始，使用第一个大于所需大小的数据块称为已分配的块

最佳匹配：从头开始遍历所有块，使用数据区域大小大于大小且分配的块的差异最小的块

最适合的有一个高的有效载荷和第一个适合有一个高的操作效率。这里我们使用第一个fit算法。

（3）创建一个新的块如果现有的块都不能满足size的要求，则需要在列表的末尾创建一个新的块。

（4）分块先拼装有一个致命的缺点，那就是它可能允许较小的尺寸占据一个较大的块。在这种情况下，为了改进有效负载，当剩余的数据区域足够大时，应该将其划分为一个新的块。

（5）malloc的实现

通过上面的代码，我们可以实现一个简单的malloc。注意，首先我们需要定义链表的第一个块，first＿block，初始化为NULL；此外，我们需要至少剩下的空间BLOCK＿SIZE＋8来执行除法操作

因为我们需要malloc分配数据区域在8字节处对齐，所以大小不适用于8个倍数，所以我们需要调整大小，使其大于8的最小倍数的大小。