何时使用或何时不使用malloc函数？学数据结构有感

Posted 2020-12-21 hemengjita

在学数据结构时，我们往往不太清楚在定义一个结构体指针时要不要使用malloc函数。 
例如以下的代码：

LINKLIST  *init linklist()
{
    LINKLIST *H=NULL;
    LINKLIST *S;
    int x;
    printf("请输入链表元素 或以-1结束输入")
    while（x!=-1）
    {
    　　s=(LINKLIST*)malloc(sizeof(LINKLIST));
   　　 s->data=x;
   　　 s->next=H;
    　　H=s;
   　　 scanf(%d,&x);
    }
retrun H;
}

在定义结构体指针变量S时需要用到malloc函数 
而定义结构体指针变量H时则没有用到malloc函数 
S和H的区别所在是：H没有指向有效地内存地址，而S指向了有效地内存地址，因为S指向了有效地内存地址所以可以往S指向的内存地址里面写值：S->data=x;而在后来H指向的地址就是每一个新的S指向的地址：H=S; 

再举个例子

LINKLIST *S；
S->data=x;

以上这两句代码是不行的，因为S没有指向确切的地址，所以不能通过S来向它要指向的地址赋值； 
但是

LINKLIST *S；
LINKLIST P;
S=&P;
S->data=x;

是可以的，因为S指向P的地址,S->data=x；等同于p.data=x; 
而malloc的作用就类似以上代码的作用；但是不用再定义一个结构变量P，再让结构体指针变量S指向它的地址&P，而是使用malloc函数让结构体指针变量S指向一个确切的内存地址。

LINKLIST *s;
s=(LINKLIST*)malloc(sizeof(LINKLIST));
s->data=x;

 

 

为什么要？何时要？

　　malloc（）是动态内存分配函数，用来向系统请求分配内存空间。当无法知道内存具体的位置时，想要绑定真正的内存空间，就要用到malloc（）函数。因为malloc只管分配内存空间，并不能对分配的空间进行初始化，所以申请到的内存中的值是随机的，经常会使用memset()进行置0操作后再使用。　　

　　与其配套的是free（），当申请到的空间不再使用时，要用free（）函数将内存空间释放掉，这样可以提高资源利用率，最重要的是----就是因为它可以申请内存空间，然后根据需要进行释放，才被称为“动态内存分配”！　

　　

　　比如在数据结构中定义图的邻接表存储时

//将邻接矩阵MG转换为邻接表AG
void MatToList(MGraph MG,ALGraph *&AG)
{
    int n=MG.vexnum;//n存放图节点个数，方便书写
    ArcNode *p;
    AG=(ALGraph *)malloc(sizeof(ALGraph));//【手动申请空间并初始化邻接表，必须进行malloc，否则程序不能执行！】
    for(int i=0;i<n;i++)
        AG->adjlist[i].firstarc=NULL; //习惯性，malloc完就初始化 如memset

    for(int i=0;i<n;i++)
        for(int j=n-1;j>=0;j--)//注意遍历顺序，【这会影响后面链表添加节点使用头插法还是尾插法！】
            if(MG.edges[i][j]!=0&&MG.edges[i][j]!=INF)
            {
                p=(ArcNode *)malloc(sizeof(ArcNode));
                p->adjvex=j;//弧头指向的节点
                p->weight=MG.edges[i][j];//弧的权
                p->nextarc=AG->adjlist[i].firstarc;//头插法添加节点，因为前面是节点数值大的往前遍历的，因此顺序正好是0-1-3！
                AG->adjlist[i].firstarc=p;
            }
    AG->n=n;
    AG->e=MG.arcnum;
}

 

malloc 和free的形象解释：

　　malloc（）函数实质体现在，它有一个可以将可用内存块连接成一个长长的列表的链表，这个链表就是所谓的空闲链表。调用malloc（）函数时，它沿着连接表寻找一个大到可以满足用户请求要求的连续的内存块，然后将内存块一分为二，一块的大小与用户请求的内存大小相等，另一块就是剩下的内存块。接下来，它将用户申请的那块传递给用户，将另一块返回到连接表上（如果另一块有的话）。　

　　调用free（）函数的时候，它将用户想要释放的内存块链接到空闲链上。我们可以想到，最后的空闲链链接的内存空间一小块一块的块，如果这是用户申请分配一个较大的内存空间，那么空闲链上可能没有符合用户要求的内存块了，这个时候，malloc（）函数请求延时，并开始在空闲链上翻箱倒柜的检查各内存块，对他们进行整理，将相邻的小内存块合并成较大的内存块。如果无法获得符合用于要求的内存空间，那么malloc（）函数就会返回NULL，因此，调用malloc（）函数的时候，一定要判断它的返回值是否为NULL。

参考

https://blog.csdn.net/wstz_5461/article/details/74356690?utm_medium=distribute.pc_relevant_t0.none-task-blog-BlogCommendFromMachineLearnPai2-1.control&depth_1-utm_source=distribute.pc_relevant_t0.none-task-blog-BlogCommendFromMachineLearnPai2-1.control