malloc函數(shù)的使用方法

這篇文章給大家分享的是有關malloc函數(shù)的使用方法的內(nèi)容。小編覺得挺實用的，因此分享給大家做個參考。一起跟隨小編過來看看吧。

malloc的全稱是memory allocation，中文叫動態(tài)內(nèi)存分配，用于申請一塊連續(xù)的指定大小的內(nèi)存塊區(qū)域以void*類型返回分配的內(nèi)存區(qū)域地址，當無法知道內(nèi)存具體位置的時候，想要綁定真正的內(nèi)存空間，就需要用到動態(tài)的分配內(nèi)存。

void* 類型表示未確定類型的指針。C,C++規(guī)定，void* 類型可以通過類型轉(zhuǎn)換強制轉(zhuǎn)換為任何其它類型的指針。

一般需和free函數(shù)配對使用。

函數(shù)定義

原型

extern void *malloc(unsigned int num_bytes);

頭文件

#include <stdlib.h>

函數(shù)聲明

void *malloc(size_t size);

備注：void* 表示未確定類型的指針，void *可以指向任何類型的數(shù)據(jù)，更明確的說是指申請內(nèi)存空間時還不知道用戶是用這段空間來存儲什么類型的數(shù)據(jù)（比如是char還是int或者其他數(shù)據(jù)類型）。

返回值

如果分配成功則返回指向被分配內(nèi)存的指針(此存儲區(qū)中的初始值不確定)，否則返回空指針NULL。當內(nèi)存不再使用時，應使用free()函數(shù)將內(nèi)存塊釋放。函數(shù)返回的指針一定要適當對齊，使其可以用于任何數(shù)據(jù)對象。

說明

關于該函數(shù)的原型，在以前malloc返回的是char型指針，新的ANSIC標準規(guī)定，該函數(shù)返回為void型指針，因此必要時要進行類型轉(zhuǎn)換。它能向系統(tǒng)申請分配一個長度為num_bytes（或size）個字節(jié)的內(nèi)存塊。

一般它需和free函數(shù)配對使用。free函數(shù)能釋放某個動態(tài)分配的地址，表明不再使用這塊動態(tài)分配的內(nèi)存了，實現(xiàn)把之前動態(tài)申請的內(nèi)存返還給系統(tǒng)。

相關函數(shù)

calloc、realloc、free、_alloca。

與new的區(qū)別

從本質(zhì)上來說，malloc（Linux上具體實現(xiàn)可以參考man malloc，glibc通過brk()&mmap()實現(xiàn)）是libc里面實現(xiàn)的一個函數(shù)，如果在source code中沒有直接或者間接include過stdlib.h，那么gcc就會報出error：‘malloc’ was not declared in this scope。如果生成了目標文件（假定動態(tài)鏈接malloc），如果運行平臺上沒有l(wèi)ibc（Linux平臺，手動指定LD_LIBRARY_PATH到一個空目錄即可），或者libc中沒有malloc函數(shù)，那么會在運行時（Run-time）出錯。new則不然，是c++的關鍵字，它本身不是函數(shù)。new不依賴于頭文件，c++編譯器就可以把new編譯成目標代碼（g++4.6.3會向目標中插入_Znwm這個函數(shù)，另外，編譯器還會根據(jù)參數(shù)的類型，插入相應的構造函數(shù)）。

在使用上，malloc 和 new 至少有兩個不同: new 返回指定類型的指針，并且可以自動計算所需要大小。比如：

int *p;
p = new int;
//返回類型為int *類型(整數(shù)型指針)，分配大小為sizeof(int);

或：

int *parr;
parr = new int[100];
//返回類型為int *類型(整數(shù)型指針)，分配大小為sizeof(int) * 100;

而 malloc 則必須要由我們計算字節(jié)數(shù)，并且在返回后強行轉(zhuǎn)換為實際類型的指針。

int *p;
p = (int*)malloc(sizeof(int) * 128);
//分配128個（可根據(jù)實際需要替換該數(shù)值）整型存儲單元，
//并將這128個連續(xù)的整型存儲單元的首地址存儲到指針變量p中
double *pd = (double*)malloc(sizeof(double) * 12);
//分配12個double型存儲單元，
//并將首地址存儲到指針變量pd中

第一、malloc 函數(shù)返回的是 void * 類型。

對于C++，如果你寫成：p = malloc (sizeof(int)); 則程序無法通過編譯，報錯：“不能將 void* 賦值給 int * 類型變量”。

所以必須通過 (int *) 來將強制轉(zhuǎn)換。而對于C，沒有這個要求，但為了使C程序更方便的移植到C++中來，建議養(yǎng)成強制轉(zhuǎn)換的習慣。

第二、函數(shù)的實參為 sizeof(int) ，用于指明一個整型數(shù)據(jù)需要的大小。

需要注意一個特殊情況malloc(0)，返回值可能是一個NULL或者一個有效的地址(可以安全的free，但是不能解引用)。注意malloc(-1)不是禁止的，參數(shù)為無符號類型，如果是負數(shù)可能會轉(zhuǎn)換成極大的正數(shù)，最后一般會因為沒有足夠大的內(nèi)存塊而返回NULL。

在規(guī)范的程序中我們有必要按照這樣的格式去使用malloc及free:

type *p;
if(NULL == (p = (type*)malloc(sizeof(type))))
/*請使用if來判斷,這是有必要的*/
{
    perror("error...");
    exit(1);
}
.../*其它代碼*/
free(p);
p = NULL;/*請加上這句*/

malloc 也可以達到 new [] 的效果，申請出一段連續(xù)的內(nèi)存，方法無非是指定你所需要內(nèi)存大小。

比如想分配100個int類型的空間：

int *p = (int*)malloc(sizeof(int) * 100);
//分配可以放得下100個整數(shù)的內(nèi)存空間。

另外有一點不能直接看出的區(qū)別是，malloc 只管分配內(nèi)存，并不能對所得的內(nèi)存進行初始化，所以得到的一片新內(nèi)存中，其值將是隨機的。

除了分配及最后釋放的方法不一樣以外，通過malloc或new得到指針，在其它操作上保持一致。

對其做一個特例補充

char *ptr;
if((ptr = (char*)malloc(0)) == NULL)
    puts("Gotanullpointer");
else
    puts("Gotavalidpointer");

此時可能會得到的是Got a valid pointer，也可能會得到Got a null pointer。

工作機制

malloc函數(shù)的實質(zhì)體現(xiàn)在，它有一個將可用的內(nèi)存塊連接為一個長長的列表的所謂空閑鏈表。調(diào)用malloc函數(shù)時，它沿連接表尋找一個大到足以滿足用戶請求所需要的內(nèi)存塊。然后，將該內(nèi)存塊一分為二（一塊的大小與用戶請求的大小相等，另一塊的大小就是剩下的字節(jié)）。接下來，將分配給用戶的那塊內(nèi)存?zhèn)鹘o用戶，并將剩下的那塊（如果有的話）返回到連接表上。調(diào)用free函數(shù)時，它將用戶釋放的內(nèi)存塊連接到空閑鏈上。到最后，空閑鏈會被切成很多的小內(nèi)存片段，如果這時用戶申請一個大的內(nèi)存片段，那么空閑鏈上可能沒有可以滿足用戶要求的片段了。于是，malloc函數(shù)請求延時，并開始在空閑鏈上翻箱倒柜地檢查各內(nèi)存片段，對它們進行整理，將相鄰的小空閑塊合并成較大的內(nèi)存塊。如果無法獲得符合要求的內(nèi)存塊，malloc函數(shù)會返回NULL指針，因此在調(diào)用malloc動態(tài)申請內(nèi)存塊時，一定要進行返回值的判斷。

Linux Libc6采用的機制是在free的時候試圖整合相鄰的碎片，使其合并成為一個較大的free空間。

程序示例

正常程序

typedef struct data_type{
    int age;
    char name[20];
}data;
data*bob=NULL;
bob=(data*)malloc(sizeof(data));
if(bob!=NULL)
{
    bob->age=22;
    strcpy(bob->name,"Robert"); 
    printf("%s is %d years old.\n",bob->name,bob->age);
}
else
{
    printf("mallocerror!\n");
    exit(-1);
}  
free(bob);
bob=NULL;

輸出結果：Robert is 22 years old.

內(nèi)存泄漏實例

#include <stdio.h>
#include <malloc.h>
#define MAX 100000000int main(void)

{
    int *a[MAX] = {NULL};
    int i;
    for(i=0;i<MAX;i++)
    {
    a[i]=(int*)malloc(MAX);
    }
    return 0;
}

注：malloc申請之后沒有檢測返回值。

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