黄永峰《程序设计教学》课外阅读资料之7-内存分配函数malloc.pdf

课外阅读资料之四­­­Malloc() 和 free()函数的使用 黄永峰整理 一、malloc()和 free()的基本概念以及基本用法：  1、函数原型及说明：  void *malloc(long NumBytes)：该函数分配了 NumBytes个字节，并返回了 指向这块内存的指针。如果分配失败，则返回一个空指针 （NULL）。关于分配失 败的原因，应该有多种，比如说空间不足就是一种。void free(void *FirstByte)： 该函数是将之前用 malloc 分配的空间还给程序或者是操作系统，也就是释放了 这块内存，让它重新得到自由。  2、函数的用法： 其实这两个函数用起来倒不是很难，也就是 malloc()之后觉得用够了就甩了 它把它给 free()了，举个简单例子： 程序代码：  // Code  char *Ptr=NULL ;  Ptr = (char *)malloc(100 * sizeof(char));  if (NULL  Ptr)  {exit (1);  }  gets(Ptr);  // code  free(Ptr);  Ptr = NULL;  // code...  就是这样！当然，具体情况要具体分析以及具体解决。比如说，你定义了一个指 针，在一个函数里申请了一块内存然后通过函数返回传递给这个指针，那么也许 释放这块内存这项工作就应该留给其他函数了。  3、关于函数使用需要注意的一些地方：  A、申请了内存空间后，必须检查是否分配成功。 B、当不需要再使用申请的内存时，记得释放；释放后应该把指向这块内存 的指针指向 NULL，防止程序后面不小心使用了它。  C、这两个函数应该是配对。如果申请后不释放就是内存泄露；如果无故释 放那就是什么也没有做。 释放只能一次， 如果释放两次及两次以上会出现错误 （释 放空指针例外，释放空指针其实也等于啥也没做，所以释放空指针释放多少次都 没有问题）。  D、 虽然 malloc()函数的类型是(void *),任何类型的指针都可以转换成(void *),  但是最好还是在前面进行强制类型转换，因为这样可以躲过一些编译器的检查。 如果你只想学好使用，看到此就可以。如果你喜欢问什么？就继续看。 二、malloc()到底从哪里得来了内存空间：  1、malloc()到底从哪里得到了内存空间？答案是从堆里面获得空间。也就 是说函数返回的指针是指向堆里面的一块内存。 操作系统中有一个记录空闲内存 地址的链表。当操作系统收到程序的申请时，就会遍历该链表，然后就寻找第一 个空间大于所申请空间的堆结点，然后就将该结点从空闲结点链表中删除，并将 该结点的空间分配给程序。就是这样！ 说到这里，不得不另外插入一个小话题，相信大家也知道是什么话题了。什 么是堆？说到堆，又忍不住说到了栈！什么是栈？下面就另外开个小部分专门而 又简单地说一下这个题外话：  2、什么是堆：堆是大家共有的空间，分全局堆和局部堆。全局堆就是所有 没有分配的空间，局部堆就是用户分配的空间。堆在操作系统对进程 初始化的 时候分配，运行过程中也可以向系统要额外的堆，但是记得用完了要还给操作系 统，要不然就是内存泄漏。 什么是栈：栈是线程独有的，保存其运行状态和局部自动变量的。栈在线程 开始的时候初始化，每个线程的栈互相独立。每个函数都有自己的栈，栈被用来 在函数之间传递参数。操作系统在切换线程的时候会 自动的切换栈，就是切换  SS/ESP寄存器。栈空间不需要在高级语言里面显式的分配和释放。 通过上面对概念的描述，可以知道：栈是由编译器自动分配释放，存放函数 的参数值、局部变量的值等。操作方式类似于数据结构中的栈。 堆一般由程序员分配释放，若不释放，程序结束时可能由 OS 回收。注意这 里说是可能，并非一定。所以我想再强调一次，记得要释放！ 注意它与数据结构中的堆是两回事，分配方式倒是类似于链表。（这点我上 面稍微提过）所以，举个例子，如果你在函数上面定义了一个指针变量，然后在 这个函数里申请了一块内存让指针指向它。实际上，这个指针的地址是在栈上， 但是它所指向的内容却是在堆上面的！这一点要注意！