malloc动态内存分配函数原理详解及编程用法举例（本文由www.169it.com搜集整理）
malloc函数函数原型定义
void *malloc(size_t size);
malloc函数原型说明
malloc函数向系统申请分配size个字节的内存空间。返回值类型是 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。
malloc动态内存分配函数头文件
#include <stdlib.h>
#include <malloc.h>
malloc函数使用要求
这个函数要实现的功能是在系统中分配一段连续的可用的内存，具体有如下要求：
1.malloc分配的内存大小至少为size参数所指定的字节数.
2.malloc的返回值是一个指针，
iis7站长之家一段可用内存的起始地址.
3.多次调用malloc所分配的地址不能有重叠部分，除非某次malloc所分配的地址被释放掉.
4.malloc应该尽快完成内存分配并返回.
5.实现malloc时应同时实现内存大小调整和内存释放函数（即realloc和free）.
对于malloc更多的说明可以在linux shell命令行中键入以下命令查看：
man malloc
可以看见linux下malloc函数的详细使用手册
与malloc函数相关的函数
calloc()函数、realloc()函数、free()函数
malloc函数用法举例
malloc函数用法实例1
#include<stdio.h>
#include<malloc.h>
int main()
{
char *p;
p=(char *)malloc(100);
if(p)
printf("Memory Allocated at: %x/n",p);
else
printf("Not Enough Memory!/n");
free(p);
return 0;
}malloc函数用法实例2
#include<stdio.h>
#include<malloc.h>
int main()
{
// Code...
char *Ptr = NULL;
Ptr = (char *)malloc(100 * sizeof(char));
if (NULL == Ptr)
{
exit (1);
}
gets(Ptr);
// code...
free(Ptr);
Ptr = NULL;
// code...
}malloc函数编程实例3
/*
//本文来自 www.
in参数：申请的堆内存字节数，注意int,short,float需要自己乘上相应字节数。
out返回值：void *
*/
main()
{
char *str=NULL;
str=(char *)malloc(10); //注意malloc返回值是void *,申请时需要强制转换成需要的类型
memset(str,0,10); //如果不清空，申请的区域值是随机的，养成好习惯
strcpy(str,"happylife"); //使用strcpy特别注意拷贝的字符串长度<=10-1，即要预留字符串结束标志' '
puts(str);
free(str);
printf("str[address]:%s[%x]n",str,str); //这里的str内容为空，但是指针地址还在
str=NULL; //注意指针free之后该指针仍然存在，最好将它指向为空。
printf("str[address]:%s[%x]n",str,str); //这里的str内容为空，地址也为空
}malloc函数动态内存分配编程实例4
#include <stdio.h> /* printf, scanf, NULL */
#include <stdlib.h> /* malloc, free, rand, system */
int main ()
{
int i,n;
char * buffer;
printf ("输入字符串的长度：");
scanf ("%d", &i);
buffer = (char*)malloc(i+1); // 字符串最后包含
if(buffer==NULL) exit(1); // 判断是否分配成功
// 随机生成字符串
for(n=0; n<i; n++)
buffer[n] = rand()%26+'a';
buffer[i]=' ';
printf ("随机生成的字符串为：%sn",buffer);
free(buffer); // 释放内存空间
system("pause");
return 0;
}
malloc函数使用时需要注意的要点：
1、如果有足够空间用于扩大mem_address指向的内存块，则分配额外内存，并返回mem_address. 这里说的是“扩大”，我们知道，realloc是从堆上分配内存的，当扩大一块内存空间时， realloc()试图直接从堆上现存的数据后面的那些字节中获得附加的字节，如果能够满足，自然天下太平。也就是说，如果原先的内存大小后面还有足够的空闲空间用来分配，加上原来的空间大小＝ newsize，得到的是一块连续的内存。
2、如果原先的内存大小后面没有足够的空闲空间用来分配，那么从堆中另外找一块newsize大小的内存。 并把原来大小内存空间中的内容复制到newsize中。返回新的mem_address指针。
例如：
#include
char *p，*q;
p = (char * ) malloc (10);
q=p;
p = (char * ) realloc (p,20);
…………………………
这段程序也许在编译器中没有办法通过，因为编译器可能会为我们消除一些隐患！在这里我们只是增加了一个记录原来内存地址的指针q，然后记录了原来的内存地址p，如果不幸的话，数据发生了移动，那么所记录的原来的
内存地址q所指向的内存空间实际上已经放回到堆上了!这样一来，我们应该终于意识到问题的所在和可怕了吧！
3、malloc函数返回值情况
返回的是一个void类型的指针，调用成功。（这就再你需要的时候进行强制类型转换）
返回NULL，当需要扩展的大小（第二个参数）为0并且第一个参数不为NULL，此时原内存变成了“freed（游离）”的了。
返回NULL，当没有足够的空间可供扩展的时候，此时，原内存空间的大小维持不变。
4、malloc函数的特殊情况
如果mem_address为null，则realloc()和malloc()类似。分配一个newsize的内存块，返回一个指向该内存块的指针。
如果newsize大小为0，那么释放mem_address指向的内存，并返回null。
如果没有足够可用的内存用来完成重新分配（扩大原来的内存块或者分配新的内存块），则返回null.而原来的内存块保持不变。
malloc()函数和free()函数的机制说明
malloc函数原理
malloc()到底从哪里分配到内存空间？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。关于堆的知识呢可以查询数据结构方面的知识。在使用malloc()分配内存空间后，一定要记得释放内存空间，否则就会出现内存泄漏。
free函数原理
free()到底释放了什么？free()释放的是指针指向的内存！注意！释放的是内存，不是指针！指针并没有被释放，指针仍然指向原来的存储空间。指针是一个变量，只有程序结束时才被销毁。释放了内存空间后，原来指向这块空间的指针还是存在！只不过现在指针指向的内容的垃圾，是未定义的，所以说是垃圾。因此，释放内存后把指针指向NULL，防止指针在后面不小心又被解引用了。free()的函数原型非常简单，只有一个参数，只要把指向申请空间的指针传递给free()中的参数就可以完成释放工作！这里要追踪到malloc()的申请问题了。申请的时候实际上占用的内存要比申请的大。因为超出的空间是用来记录对这块内存的管理信息。大多数实现所分配的存储空间比所要求的要稍大一些，额外的空间用来记录管理信息——分配块的长度，指向下一个分配块的指针等等。这就意味着如果写过一个已分配区的尾端，则会改写后一块的管理信息。这种类型的错误是灾难性的，但是因为这种错误不会很快就暴露出来，所以也就很难发现。将指向分配块的指针向后移动也可能会改写本块的管理信息。
malloc()申请的空间实际就是分了两个不同性质的空间。一个就是用来记录管理信息的空间，另外一个就是可用空间了。而用来记录管理信息的实际上是一个结构体。在C语言中，经常用结构来记录信息！下面看看这个结构体的原型：
程序代码：
struct mem_control_block {
int is_available; //一般来说应该是一个可用空间的首地址，但这里英文单词却显示出空间是否可用的一个标记
int size; //这是实际空间的大小
};
所以，free()就是根据这个结构体的信息来释放malloc()申请的空间！而结构体的两个成员的大小我想应该是操作系统的事了。
下面看看free()的源代码
// code...
void free(void *ptr)
{
struct mem_control_block *free;
free = ptr - sizeof(struct mem_control_block);
free->is_available = 1;
return;
}malloc与new的不同点
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。
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本文标题:malloc函数详解及用法举例
