malloc()函数

malloc函数

  原型:extern void *malloc(unsigned int num_bytes);
  头文件:#include <malloc.h> 或 #include <alloc.h> (注意:alloc.h 与 malloc.h 的内容是完全一致的。)
  功能:分配长度为num_bytes字节的内存块
  说明:如果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。
  举例:
  /*malloc.c*/
  #include <syslib.h>
  #include <malloc.h>
  main()
  {
  char *p;
  clrscr(); /*clear screen*/
  p=(char *)malloc(100);
  if(p)
  printf("Memory Allocated at: %x",p);
  else
  printf("Not Enough Memory!/n");
  free(p);
  getchar();
  return 0;
  }
  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。
  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。

编辑本段malloc()函数的工作机制

  malloc函数的实质体现在,它有一个将可用的内存块连接为一个长长的列表的所谓空闲链表。调用malloc函数时,它沿连接表寻找一个大到足以满足用户请求所需要的内存块。然后,将该内存块一分为二(一块的大小与用户请求的大小相等,另一块的大小就是剩下的字节)。接下来,将分配给用户的那块内存传给用户,并将剩下的那块(如果有的话)返回到连接表上。调用free函数时,它将用户释放的内存块连接到空闲链上。到最后,空闲链会被切成很多的小内存片段,如果这时用户申请一个大的内存片段,那么空闲链上可能没有可以满足用户要求的片段了。于是,malloc函数请求延时,并开始在空闲链上翻箱倒柜地检查各内存片段,对它们进行整理,将相邻的小空闲块合并成较大的内存块。
malloc 是 memory allocate(内存分配)的缩写,该函数可向系统请求分配内存。在程序中使用 malloc 函数,必须在开头写上 `#include <malloc.h>` 头文件,否则系统会报错 [^3]。 malloc 函数是一种分配长度为 num_bytes 字节的内存块的函数,可向系统申请分配指定 size 个字节的内存空间。其全称是 memory allocation(动态内存分配),当无法知道内存具体位置,想要绑定真正的内存空间时,就需要用到动态的分配内存。返回类型是 `void*` 类型,`void*` 表示未确定类型的指针。C、C++ 规定,`void*` 类型可以通过类型转换强制转换为任何其它类型的指针。malloc 函数原型为 `void *malloc(int size);` [^4]。 在声明数组时,通常需用编译时常量指定数组长度,但数组长度常常在运行时才可知,因为所需内存空间取决于输入数据。例如,计算学生等级和平均分的程序可能需存储一个班级所有学生的数据,但不同班级学生数量可能不同。这种情况下,通常会声明一个较大的数组以容纳可能出现的最多元素 [^5]。 malloc 函数就像图书馆管理员高效管理座位资源一样,需要高效地管理计算机的内存资源,以满足程序的需求。虽然一些例子简化了 malloc 函数的实际工作细节,但能提供一个直观的方式来理解动态内存分配的基本过程和步骤 [^1]。 ### 代码示例 ```c #include <stdio.h> #include <stdlib.h> int main() { // 分配一个能存储 10 个整数的内存块 int *arr = (int *)malloc(10 * sizeof(int)); if (arr == NULL) { printf("内存分配失败\n"); return 1; } // 使用分配的内存 for (int i = 0; i < 10; i++) { arr[i] = i; } // 打印数组元素 for (int i = 0; i < 10; i++) { printf("%d ", arr[i]); } printf("\n"); // 释放分配的内存 free(arr); return 0; } ```
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