C语言中Malloc的使用

布满荆棘的人生 2022-11-13 15:30 203阅读 0赞

**malloc函数：**  
原型：extern void \*malloc(unsigned int num\_bytes);

用法：\#include <malloc.h>

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>                           //此处在VC6.0上调试有问题，最好改成\#include <stdio.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。

**malloc与new的不同： **

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maclloc能得到一个合法的指针。

**对结构体使用malloc操作：**

struct hostent \*hp;

//注意是sizeof( sturct hostent )而不是sizeof( sturct hostent\* )  
//其中N代表你需要的sturct hostent类型数据的数量  
hp = ( struct hostent\* ) malloc ( N \* sizeof( sturct hostent ) );

if ( !hp )      //建议要加上这个内存分配成功与否的检测  
\{  
       // 添加内存分配失败时的处理方法  
\}

**new delete, free malloc：**

**第一种解释：**

> 首先应该知道malloc 和free是匹配的；new和delete是匹配的，他们不可以混淆。

> malloc和new都申请空间，但是new是强类型的分配，会调用对象的构造函数初始化对象，而malloc仅分配内存空间但是不初始化。

> new   自适应类型，malloc需要强制转换new按类型进行分配，malloc需要指定内存大小对于对象来说free的确释放了对象的内存，但是不调用对象的析构函数。delete不仅释放对象的内存，并且调用对象的析构函数所以在对象中用free删除new创建的对象，内存就有可能泄露在delete内部仍调用了free .

> 补充一点：new和malloc虽然都是申请内存，但申请的位置不同，new的内存从free store分配，而malloc的内存从heap分配（详情请看ISO14882的内存管理部分），free store和heap很相似，都是动态内存，但是位置不同，这就是为什么new出来的内存不能通过free来释放的原因。不过微软编译器并没有很好的执行标准，很有可能把free store和heap混淆了，因此，free有时也可以。

> 再补充一点：delete时候不需要检查NULL

> delete   NULL;      是没有任何问题的，所以

> if(p)

> \{

> > delete   p;                 
> > 
> > p   =   NULL;     
> 
> \}     
> 
> 还不如     
> 
> delete   p;     
> 
> p   =   NULL;
> 
> 而free(NULL)那就麻烦大了。

**第二种解释：**

动态存储分配

> 在数组一章中，曾介绍过数组的长度是预先定义好的，在整个程序中固定不变。C语言中不允许动态数组类型。  
>

> 例如：  
> int n;  
> scanf("%d",&n);  
> int a\[n\];  
>

> 用变量表示长度，想对数组的大小作动态说明，这是错误的。但是在实际的编程中，往往会发生这种情况，即所需的内存空间取决于实际输入的数据，而无法预先确定。对于这种问题，用数组的办法很难解决。为了解决上述问题，C语言提供了一些内存管理函数，这些内存管理函数可以按需要动态地分配内存空间，也可把不再使用的空间回收待用，为有效地利用内存资源提供了手段。  
>

**常用的内存管理函数有以下三个：**  
1. 分配内存空间函数malloc  
调用形式：  
  (类型说明符\*)malloc(size)  
功能：在内存的动态存储区中分配一块长度为"size"字节的连续区域。函数的返回值为该区域的首地址。  
“类型说明符”表示把该区域用于何种数据类型。  
(类型说明符\*)表示把返回值强制转换为该类型指针。  
“size”是一个无符号数。  
例如：  
          pc=(char \*)malloc(100);  
表示分配100个字节的内存空间，并强制转换为字符数组类型，函数的返回值为指向该字符数组的指针，把该指针赋予指针变量pc。  
2. 分配内存空间函数 calloc  
calloc 也用于分配内存空间。  
调用形式：  
  (类型说明符\*)calloc(n,size)  
功能：在内存动态存储区中分配n块长度为“size”字节的连续区域。函数的返回值为该区域的首地址。  
(类型说明符\*)用于强制类型转换。  
calloc函数与malloc 函数的区别仅在于一次可以分配n块区域。  
例如：  
         ps=(struet stu\*)calloc(2,sizeof(struct stu));  
其中的sizeof(struct stu)是求stu的结构长度。因此该语句的意思是：按stu的长度分配2块连续区域，强制转换为stu类型，并把其首地址赋予指针变量ps。  
2. 释放内存空间函数free  
调用形式：  
  free(void\*ptr);  
功能：释放ptr所指向的一块内存空间，ptr是一个任意类型的指针变量，它指向被释放区域的首地址。被释放区应是由malloc或calloc函数所分配的区域。  
【例】分配一块区域，输入一个学生数据。  
main()  
\{  
    struct stu  
    \{  
        int num;  
        char \*name;  
        char sex;  
        float score;  
    \}  \*ps;

ps=(struct stu\*)malloc(sizeof(struct stu));  
    ps->num=102;  
    ps->name="Zhang ping";  
    ps->sex='M';  
    ps->score=62.5;

printf("Number=%d\\nName=%s\\n",ps->num,ps->name);  
    printf("Sex=%c\\nScore=%f\\n",ps->sex,ps->score);  
    free(ps);  
\}  
  
本例中，定义了结构stu，定义了stu类型指针变量ps。然后分配一块stu大内存区，并把首地址赋予ps，使ps指向该区域。再以ps为指向结构的指针变量对各成员赋值，并用printf输出各成员值。最后用free函数释放ps指向的内存空间。整个程序包含了申请内存空间、使用内存空间、释放内存空间三个步骤，实现存储空间的动态分配。