malloc(0)返回什么地址？

最新推荐文章于 2024-10-09 14:57:37 发布

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#behavior #编译器 #语言 #access #c #dell

本文探讨了C语言中malloc(0)的行为，依据C99标准解释了其可能返回空指针或非空指针的原因，并通过实验验证了malloc(0)返回地址的特点。

问题内容： malloc(0)返回什么地址？

原讨论链接： http://community.youkuaiyun.com/expert/topicview1.asp?id=4351400
所属论坛： C语言 审核组： C/C++
提问者： jidahyx 解决者： steedhorse
感谢： steedhorse
关键字：
答案：
char *p = (char *)malloc(0);
strcpy(p, "hello");
printf("%s/n",p);
free(p);
其中，p中的地址是堆内的首地址？
---------------------------------------------------------------

C99标准（ISO/IEC 9899:1999 (E)）上说：

If the size of the space requested is zero, the behavior is implementationdefined:
either a null pointer is returned, or the behavior is as if the size were some
nonzero value, except that the returned pointer shall not be used to access an object.

如果所请求的空间大小为0，其行为由库的实现者定义：可以返回空指针，也可以让效果跟申请某个非0大小的空间一样，所不同的是返回的指针不可以被用来访问一个对象。

为什么 new T[0] 和 malloc(0) 不返回空指针

首先需要说明的是，按照C++标准，成功的 new T[0] 是不能返回空指针的。而 malloc(0)，C 语言标准则指出，成功的时候可以返回空指针，也可以返回非空指针，多数库一般也选择了返回非空指针这种行为。

为什么这么做呢？
1. 理念：0大小的对象也是对象。
2. 实践：返回空会和分配失败混淆，尤其是大小是计算出来的时候，这时如果得到的是空指针，用户程序会误以为分配失败了。
3. 实现：反正返回的地址不能读写，此时可以返回同一个固定的地址，并没什么额外开销。而且多数编译器，C和C++一起提供，C++库的new也用C库的malloc实现，使二者保持一致也比较省事。
4.不管返回的是不是空，都可以free的。

测试程序如下

#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>

int main(int argc, char *argv[])
{
char *ptr;
printf("0x%x/n", ptr); // this line will cause seg fault sometimes

printf("----malloc 0 4 times----/n");
ptr = (char *)malloc(0);
printf("0x%x/n", ptr);

ptr = (char *)malloc(0);
printf("0x%x/n", ptr);

ptr = (char *)malloc(0);
printf("0x%x/n", ptr);

ptr = (char *)malloc(0);
printf("0x%x/n", ptr);

printf("----malloc 1 4 times----/n");
ptr = (char *)malloc(1);
printf("0x%x/n", ptr);

ptr = (char *)malloc(1);
printf("0x%x/n", ptr);

ptr = (char *)malloc(1);
printf("0x%x/n", ptr);

ptr = (char *)malloc(1);
printf("0x%x/n", ptr);

printf("----malloc 4 4 times----/n");
ptr = (char *)malloc(4);
printf("0x%x/n", ptr);

ptr = (char *)malloc(4);
printf("0x%x/n", ptr);

ptr = (char *)malloc(4);
printf("0x%x/n", ptr);

ptr = (char *)malloc(4);
printf("0x%x/n", ptr);

printf("----malloc 16 4 times----/n");
ptr = (char *)malloc(16);
printf("0x%x/n", ptr);

ptr = (char *)malloc(16);
printf("0x%x/n", ptr);

ptr = (char *)malloc(16);
printf("0x%x/n", ptr);

ptr = (char *)malloc(16);
printf("0x%x/n", ptr);

printf("----malloc 32 4 times----/n");
ptr = (char *)malloc(32);
printf("0x%x/n", ptr);

ptr = (char *)malloc(32);
printf("0x%x/n", ptr);

ptr = (char *)malloc(32);
printf("0x%x/n", ptr);

ptr = (char *)malloc(32);
printf("0x%x/n", ptr);

printf("----malloc 64 4 times----/n");
ptr = (char *)malloc(64);
printf("0x%x/n", ptr);

ptr = (char *)malloc(64);
printf("0x%x/n", ptr);

ptr = (char *)malloc(64);
printf("0x%x/n", ptr);

ptr = (char *)malloc(64);
printf("0x%x/n", ptr);

return 0;
}

系统表现如下：
root@dell:~/test # ./a.out .
0xd27fb840
----malloc 0 4 times----
0x8060f38
0x8060f48
0x8060f58
0x8060f68    diff=0x10=16B
----malloc 1 4 times----
0x8060f78
0x8060f88
0x8060f98
0x8060fa8    diff=0x10=16B
----malloc 4 4 times----
0x8060fb8
0x8060fc8
0x8060fd8
0x8060fe8    diff=0x10=16B
----malloc 16 4 times----
0x8061340
0x8061358
0x8061370
0x8061388    diff=0x18=24B
----malloc 32 4 times----
0x8061948
0x8061970
0x8061998
0x80619c0    diff=0x28=40B
----malloc 64 4 times----
0x8062348
0x8062390
0x80623d8
0x8062420    diff=0x48=72B

第一个是0xdxxx是因为指针变量在建栈的时候已经在栈上获得4B的一个空间，而空间里面的值，应该是随机的
不过不晓得为什么总指在同一个地方？

malloc在ics(introduction to computer science)中讲过，除了分出来的空间之外，为了维护整个堆结构，并考虑时间，空间效果
其或头，或尾，或头尾，均有额外的指针结构存在
分析16，32，64B的情况可知，多余的部分为8B，猜测是头尾各4B

然后再看，0，1，4的时候都是16B，说明每次分配的时候有个最小下限
也就是起板就是8B作为分出来的数据，另外8B作为额外的指针什么的