malloc函式

生活百科 2023-01-17 20:14生活百科www.aizhengw.cn

malloc函式

malloc的全称是memory allocation,中文叫动态记忆体分配,用于申请一块连续的指定大小的记忆体块区域以void类型返回分配的记忆体区域地址,当无法知道记忆体具体位置的时候,想要绑定真正的记忆体空间,就需要用到动态的分配记忆体,且分配的大小就是程式要求的大小。

基本介绍

  • 中文名动态记忆体分配
  • 外文名memory allocation
  • 简称malloc
  • 原型extern void malloc
  • 头档案stdlib.h
  • 特点由系统根据程式的需要即时分配

函式定义

其函式原型为void malloc(unsigned int size);其作用是在记忆体的动态存储区中分配一个长度为size的连续空间。此函式的返回值是分配区域的起始地址,或者说,此函式是一个指针型函式,返回的指针指向该分配域的开头位置。
如果分配成功则返回指向被分配记忆体的指针(此存储区中的初始值不确定),否则返回空指针NULL。当记忆体不再使用时,应使用free()函式将记忆体块释放。函式返回的指针一定要适当对齐,使其可以用于任何数据对象。
关于该函式的原型,在以前malloc返回的是char型指针,新的ANSIC标準规定,该函式返回为void型指针,必要时要进行类型转换。它能向系统申请分配一个长度为num_bytes(或size)个位元组的记忆体块。
一般它需和free函式配对使用。free函式能释放某个动态分配的地址,表明不再使用这块动态分配的记忆体了,实现把之前动态申请的记忆体返还给系统。

工作机制

malloc函式的实质体现在,它有一个将可用的记忆体块连线为一个长长的列表的所谓空闲鍊表。调用malloc函式时,它沿连线表寻找一个大到足以满足用户请求所需要的记忆体块。然后,将该记忆体块一分为二(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位元组)。接下来,将分配给用户的那块记忆体传给用户,并将剩下的那块(如果有的话)返回到连线表上。调用free函式时,它将用户释放的记忆体块连线到空闲链上。到,空闲链会被切成很多的小记忆体片段,如果这时用户申请一个大的记忆体片段,那幺空闲链上可能没有可以满足用户要求的片段了。于是,malloc函式请求延时,并开始在空闲链上翻箱倒柜地检查各记忆体片段,对它们进行整理,将相邻的小空闲块合併成较大的记忆体块。如果无法获得符合要求的记忆体块,malloc函式会返回NULL指针,在调用malloc动态申请记忆体块时,一定要进行返回值的判断。
Linux Libc6採用的机制是在free的时候试图整合相邻的碎片,使其合併成为一个较大的free空间。

与new的区别

从本质上来说,malloc(Linux上具体实现可以参考man malloc,glibc通过brk()&mmap()实现)是libc里面实现的一个函式,如果在source code中没有直接或者间接include过stdlib.h,那幺gcc就会报出error‘malloc’ was not declared in this scope。如果生成了目标档案(假定动态连结malloc),如果运行平台上没有libc(Linux平台,手动指定LD_LIBRARY_PATH到一个空目录即可),或者libc中没有malloc函式,那幺会在运行时(Run-time)出错。new则不然,是c++的关键字,它本身不是函式。new不依赖于头档案,c++编译器就可以把new编译成目标代码(g++4.6.3会向目标中插入_Znwm这个函式,,编译器还会根据参数的类型,插入相应的构造函式)。
在使用上,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。而 malloc 则必须要由我们计算位元组数,并且在返回后强行转换为实际类型的指针。有一点不能直接看出的区别是,malloc 只管分配记忆体,并不能对所得的记忆体进行初始化,所以得到的一片新记忆体中,其值将是随机的。除了分配及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。

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