c语言malloc函数

Posted 2023-05-13

int * p = (int *)malloc(10);
//我如果为整形数组p分配10个字节;
p[0] = 0;p[1]= 1;p[2]=2;
printf("%d%d%d\n", sizeof(p[0]),sizeof(p[1]),sizeof(p[2]));
//为p数组分配三个元素输出为4 4 4,那不是有12个字节了吗?
//请帮我解释一下,谢谢!!!!!!!!
malloc函数为p分配空间有什么用;p也不受malloc限制吗;

首先你要明确是指针的概念：很明确的定义就是存放地址的变量。请注意这个定义，没有任何其他的约束。
malloc分配空间，是指系统按照的你程序在内存堆栈中分配一段内存给你，而该内存段的首地址赋值给你的p，这是基本的指针概念，为什么要强调这个？请继续看这过程，malloc对p做的操作仅仅是个赋值而已，除此之外malloc和p没有任何关系，都是独立的，真实的情况，不是说malloc给p分配空间，你这个说法是错误的，正确的说法是malloc分配料一段内存空间，通过p来使用这段内存而已。p仅仅是个使用者，并不是内存的所有者。
比如你的空间是10个字节，这个意思是说给你了10字节个空间的地址，你是的可以合法使用的内存空间，注意是合法使用的。
而p可以任意偏移的，可以便宜出分配的内存段，比如*(p+11),你可以打印这个值，有个随机数的，这意味着你可以p可以任意移动，但却是非法的，因为你偏离了给你分配的那个合法的空间。 参考技术A 　　1、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。
　　2、定义
　　原型：extern void *malloc(unsigned int num_bytes);
　　头文件：#include <stdlib.h>
　　功能：分配长度为num_bytes字节的内存块
　　返回值：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。
　　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。
　　名称解释：malloc的全称是memory allocation，中文叫动态内存分配，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。
　　相关函数：calloc、realloc、free、_alloca
　　3、函数全名：void *malloc(size_t size);
　　备注：void* 表示未确定类型的指针，void *可以指向任何类型的数据，更明确的说是指申请内存空间时还不知道用户是用这段空间来存储什么类型的数据（比如是char还是int或者...）
‍ 参考技术B 是这样，你的确用malloc分配了10个字节的空间，但你后来p[2]赋值时因为Int占四个四节，于是p[2]的首地址是你分配的10个字节的第九个字节的地址，于是你往里面写入数据，以为是Int类型，于是会超出你所分配的10个字节，多出两个字节，而这两个字节并没有被申请，而是写入了“邻居”的地址，但是你这样输出printf("%d%d%d\n", sizeof(p[0]),sizeof(p[1]),sizeof(p[2]));
sizeof(p[2])其实相当于sizeof(int)，于是输出是4，
所以建议你要正确的使用malloc
如下
int* p = (int *) malloc ( sizeof(int) * 10 );追问

malloc函数为p分配空间有什么用;p也不受malloc限制啊;
请解释一下,这个问题困扰我很久了;
谢谢

参考技术C 因为p[0] p[1] p[2]都是int类型，你打印printf("%d%d%d\n", sizeof(p[0]),sizeof(p[1]),sizeof(p[2]));
输出当然是4 4 4，与你用malloc分配多少没有关系

但是你这样分配内存有问题，应该int * p = (int *)malloc(3*sizeof(int));追问

为p分配3个元素那p数组不是占12个字节吗

追答

是呀，sizeof(int) = 4, 3*4=12， 这样才能正确分配包含3个int的数组

追问

malloc函数为p分配空间有什么用;p也不受malloc限制啊;

参考技术D molloc是动态分配内存用的，局部变量存放在栈区，申请多少自己可定，不是固定死不变，而且用完之后可以用free释放内存空间，可以有效的使用系统内存，不会造成浪费！

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。

参考资料：http://baike.baidu.com/view/1213621.htm

malloc与free函数用法

在C里，内存管理是通过专门的函数来实现。另外，为了兼容各种编程语言，操作系统提供的接口通常是 C 语言写成的函数声明 （Windows 本身也由C和汇编语言写成）。

1 分配内存 malloc 函数

需要包含头文件：

 #include <stdlib.h>  

函数声明(函数原型)

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 和 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;　

而 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。

　

2 释放内存 free 函数

需要包含头文件(和 malloc 一样)：

函数声明：

void free(void *block);

即： void free(指针变量)；

之所以把形参中的指针声明为 void* ，是因为free必须可以释放任意类型的指针，而任意类型的指针都可以转换为void *。

举例：

int* p = (int *) malloc(4); 

*p = 100;

free(p); //释放 p 所指的内存空间

或者：

int* p = (int *) malloc ( sizeof(int) * 100 ); //分配可以放得下100个整数的内存空间。

……

free(p);

free 不管你的指针指向多大的空间,均可以正确地进行释放，这一点释放比 delete/delete [] 要方便。不过，必须注意，如果你在分配指针时，用的是new或new[]，那么抱歉，当你在释放内存时，你并不能图方便而使用free来释放。反过来，你用malloc 分配的内存，也不能用delete/delete[] 来释放。一句话，new/delete、new[]/delete[]、malloc/free 三对均需配套使用，不可混用！

 

3.calloc()和realloc()

calloc()函数有两个参数,分别为元素的数目和每个元素的大小,这两个参数的乘积就是要分配的内存空间的大小：void *calloc(size_t numElements,size_t sizeOfElement); 。

如果调用成功,函数malloc()和函数calloc()都将返回所分配的内存空间的首地址。函数malloc()和函数calloc()的主要区别是前者不能初始化所分配的内存空间,而后者能。如果由malloc()函数分配的内存空间原来没有被使用过，则其中的每一位可能都是0;反之,如果这部分内存曾经被分配过,则其中可能遗留有各种各样的数据。也就是说，使用malloc()函数的程序开始时(内存空间还没有被重新分配)能正常进行,但经过一段时间(内存空间还已经被重新分配)可能会出现问题。

函数calloc()会将所分配的内存空间中的每一位都初始化为零,也就是说,如果你是为字符类型或整数类型的元素分配内存,那麽这些元素将保证会被初始化为0;如果你是为指针类型的元素分配内存,那麽这些元素通常会被初始化为空指针;如果你为实型数据分配内存,则这些元素会被初始化为浮点型的零。

 

realloc()

原型：extern void *realloc(void *mem_address, unsigned int newsize);

用法：#include 有些编译器需要#include

功能：改变mem_address所指内存区域的大小为newsize长度。

说明：如果重新分配成功则返回指向被分配内存的指针，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。

  注意：这里原始内存中的数据还是保持不变的。

  举例：

  // realloc.c

  #include

  #include

  main()

  {

  char *p;

  clrscr(); // clear screen

  p=(char *)malloc(100);

  if(p)

  printf("Memory Allocated at: %x",p);

  else

  printf("Not Enough Memory!\n");

  getchar();

  p=(char *)realloc(p,256);

  if(p)

  printf("Memory Reallocated at: %x",p);

  else

  printf("Not Enough Memory!\n");

  free(p);

  getchar();

  return 0;

  }

  详细说明及注意要点：

  1、如果有足够空间用于扩大mem_address指向的内存块，则分配额外内存，并返回mem_address

这里说的是“扩大”，我们知道，realloc是从堆上分配内存的，当扩大一块内存空间时， realloc()试图直接从堆上现存的数据后面的那些字节中获得附加的字节，如果能够满足，自然天下太平。也就是说，如果原先的内存大小后面还有足够的空闲空间用来分配，加上原来的空间大小＝ newsize。那么就ok。得到的是一块连续的内存。

  2、如果原先的内存大小后面没有足够的空闲空间用来分配，那么从堆中另外找一块newsize大小的内存， 并把原来大小内存空间中的内容复制到newsize中，返回新的mem_address指针（数据被移动了）， 老块被放回堆上。

  例如：

  #include

  char *p，*q;

  p = (char * ) malloc (10);

  q=p;

  p = (char * ) realloc (p,20);

  …………………………

  这段程序也许在编译器中没有办法通过，因为编译器可能会为我们消除一些隐患！在这里我们只是增加了一个记录原来内存地址的指针q，然后记录了原来的内存地址p，如果不幸的话，数据发生了移动，那么所记录的原来的内存地址q所指向的内存空间实际上已经放回到堆上了!这样一来，我们应该终于意识到问题的所在和可怕了吧！

  3、返回情况

  返回的是一个void类型的指针，调用成功。（这就再你需要的时候进行强制类型转换）

  返回NULL，当需要扩展的大小（第二个参数）为0并且第一个参数不为NULL，此时原内存变成了“freed（游离）”的了。

  返回NULL，当没有足够的空间可供扩展的时候，此时，原内存空间的大小维持不变。

  4、特殊情况

  如果mem_address为null，则realloc()和malloc()类似。分配一个newsize的内存块，返回一个指向该内存块的指针。

  如果newsize大小为0，那么释放mem_address指向的内存，并返回null。

  如果没有足够可用的内存用来完成重新分配（扩大原来的内存块或者分配新的内存块），则返回null.而原来的内存块保持不变。