malloc函數的使用方法

這篇文章給大家分享的是有關malloc函數的使用方法的內容。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，中文叫動態內存分配，用于申請一塊連續的指定大小的內存塊區域以void*類型返回分配的內存區域地址，當無法知道內存具體位置的時候，想要綁定真正的內存空間，就需要用到動態的分配內存。

void* 類型表示未確定類型的指針。C,C++規定，void* 類型可以通過類型轉換強制轉換為任何其它類型的指針。

一般需和free函數配對使用。

函數定義

原型

extern void *malloc(unsigned int num_bytes);

頭文件

#include <stdlib.h>

函數聲明

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據，更明確的說是指申請內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據（比如是char還是int或者其他數據類型）。

返回值

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

說明

關于該函數的原型，在以前malloc返回的是char型指針，新的ANSIC標準規定，該函數返回為void型指針，因此必要時要進行類型轉換。它能向系統申請分配一個長度為num_bytes（或size）個字節的內存塊。

一般它需和free函數配對使用。free函數能釋放某個動態分配的地址，表明不再使用這塊動態分配的內存了，實現把之前動態申請的內存返還給系統。

相關函數

calloc、realloc、free、_alloca。

與new的區別

從本質上來說，malloc（Linux上具體實現可以參考man malloc，glibc通過brk()&mmap()實現）是libc里面實現的一個函數，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（假定動態鏈接malloc），如果運行平臺上沒有libc（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，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。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，另外，編譯器還會根據參數的類型，插入相應的構造函數）。

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(整數型指針)，分配大小為sizeof(int) * 100;

而 malloc 則必須要由我們計算字節數，并且在返回后強行轉換為實際類型的指針。

int *p;
p = (int*)malloc(sizeof(int) * 128);
//分配128個（可根據實際需要替換該數值）整型存儲單元，
//并將這128個連續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，建議養成強制轉換的習慣。

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

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，參數為無符號類型，如果是負數可能會轉換成極大的正數，最后一般會因為沒有足夠大的內存塊而返回NULL。

在規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，申請出一段連續的內存，方法無非是指定你所需要內存大小。

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個整數的內存空間。

另外有一點不能直接看出的區別是，malloc 只管分配內存，并不能對所得的內存進行初始化，所以得到的一片新內存中，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函數的實質體現在，它有一個將可用的內存塊連接為一個長長的列表的所謂空閑鏈表。調用malloc函數時，它沿連接表尋找一個大到足以滿足用戶請求所需要的內存塊。然后，將該內存塊一分為二（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）。接下來，將分配給用戶的那塊內存傳給用戶，并將剩下的那塊（如果有的話）返回到連接表上。調用free函數時，它將用戶釋放的內存塊連接到空閑鏈上。到最后，空閑鏈會被切成很多的小內存片段，如果這時用戶申請一個大的內存片段，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函數請求延時，并開始在空閑鏈上翻箱倒柜地檢查各內存片段，對它們進行整理，將相鄰的小空閑塊合并成較大的內存塊。如果無法獲得符合要求的內存塊，malloc函數會返回NULL指針，因此在調用malloc動態申請內存塊時，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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