c語言動態內存開闢malloc,動態分配內存c語言

本文目錄一覽：

• 1、c語言中malloc是什麼？怎麼用?
• 2、C語言-動態分配內存 malloc & free
• 3、C語言如何用malloc函數開闢動態數組？？？
• 4、在C語言中如何使用malloc動態申請一維數組？
• 5、數據結構基礎之動態內存分配(malloc)

c語言中malloc是什麼？怎麼用?

malloc() 函數用來動態地分配內存空間，其原型為：void* malloc (size_t size);

說明：

【參數說明】

size 為需要分配的內存空間的大小，以位元組（Byte）計。

【函數說明】

malloc() 在堆區分配一塊指定大小的內存空間，用來存放數據。這塊內存空間在函數執行完成後不會被初始化，它們的值是未知的。如果希望在分配內存的同時進行初始化，請使用 calloc() 函數。

【返回值】

分配成功返回指向該內存的地址，失敗則返回 NULL。

操作：

由於申請內存空間時可能有也可能沒有，所以需要自行判斷是否申請成功，再進行後續操作。

如果 size 的值為 0，那麼返回值會因標準庫實現的不同而不同，可能是 NULL，也可能不是，但返回的指針不應該再次被引用。

注意：函數的返回值類型是 void *，void 並不是說沒有返回值或者返回空指針，而是返回的指針類型未知。所以在使用 malloc() 時通常需要進行強制類型轉換，將 void 指針轉換成我們希望的類型，例如：

#includestdlib.h

typedef int ListData;

ListData *data;  //存儲空間基址

data = ( ListData * ) malloc( 100 * sizeof ( ListData ) );

擴展資料

實現malloc的方法：

(1)數據結構

首先我們要確定所採用的數據結構。一個簡單可行方案是將堆內存空間以塊的形式組織起來，每個塊由meta區和數據區組成，meta區記錄數據塊的元信息（數據區大小、空閑標誌位、指針等等）。

數據區是真實分配的內存區域，並且數據區的第一個位元組地址即為malloc返回的地址 。

（2）尋找合適的block

現在考慮如何在block鏈中查找合適的block。一般來說有兩種查找演算法：

First fit:從頭開始，使用第一個數據區大小大於要求size的塊所謂此次分配的塊

Best fit:從頭開始，遍歷所有塊，使用數據區大小大於size且差值最小的塊作為此次分配的塊

兩種方式各有千秋，best fit有較高的內存使用率（payload較高），而first fit具有較高的運行效率。這裡我們採用first fit演算法。

（3）開闢新的block 

如果現有block都不能滿足size的要求，則需要在鏈表最後開闢一個新的block。

（4）分裂block 

First fit有一個比較致命的缺點，就是可能會讓更小的size佔據很大的一塊block，此時，為了提高payload,應該在剩餘數據區足夠大的情況下，將其分裂為一個新的block。

（5）malloc的實現

有了上面的代碼，我們就可以實現一個簡單的malloc.注意首先我們要定義個block鏈表的頭first_block,初始化為NULL；另外，我們需要剩餘空間至少有BLOCK_SIZE+8才執行分裂操作

由於我們需要malloc分配的數據區是按8位元組對齊，所以size不為8的倍數時，我們需要將size調整為大於size的最小的8的倍數。

C語言-動態分配內存 malloc & free

需要用一個數組來保存用戶的輸入，但是卻不知道用戶會輸入多少條數據。

(1) 如果設一個太大的數組，則顯得浪費內存

(2) 如果設得太小，又怕不夠

問題：如何做到恰好夠用、又一點不浪費呢？

系統中存在一個內存管理器(MM, Memory Manager)，它負責管理一堆閑置內存。它被設計用於解決此類問題。

MM提供的服務：應用程序可以向MM申請（借出）一塊指定大小的內存，用完之後再釋放（還回）。

應用程序在使用malloc時，要把返回值轉換成目標類型。

這塊內存和數組沒有本質區別，用法完全相同。

需要先計算需要多少位元組的內存空間

數組舉例子：

釋放的時候需要注意， 因為在for循環執行之後，p的地址往前移動了10， 所以需要減去10， 然後再釋放p，不然會有問題

// 當銷毀時只需要free一次，malloc了幾個位元組就會free幾個位元組，和char類型還是int類型無關

free(p);

在一個函數中動態分配的內存,在另一個函數中操作這塊內存

(1) MM是一個系統級的東西，所有的應用程序都向同一個MM申請內存。

(2) 何為借出？實際上，在內存被借出時，MM只是把它管理的內存標記了一下，表示該段內存已經被佔用。比如，它把每一段被佔用的內存給記錄下來（首地址，長度)

(p0,n0) (p1, n1) (p2, n2) …

(3) MM非常慷慨：①只要有人 malloc ，它都同意借出 ②你不歸還，它永遠不會主動要求你 free 。

(4) MM管理的內存區域稱為「堆」Heap

這意味著，用戶程序應該自覺得及時 free ，以便不耽誤別的應用程序的使用。如果有個應用程序不停地 malloc ，而不 free ，那最終會用光MM的內存。當MM沒有更多閑置內存時， malloc 返回 NULL ，表示內存已經用完。

再次重申： 應用程序在malloc之後，應該儘早free !

使用原則：需要的時候再申請，不需要的時候立即釋放

實際上，MM對借出的內存塊進行標識

(p0, n0) (p1, n1) (p2, n2) …

它內部已經保證任意兩塊內存不會「交疊」，即不會重疊，不會把一塊內存同時借給兩個應用程序使用。

所以，每塊內存的首地址都是不同的，在 free 的時候只需要指明首地址即可。

對象指的一塊內存

示例：用Citizen表示一個市民，用Car表示一個輛車。他起初沒有車，但未來可能有一輛車。

怎麼樣才算「及時」？ 「不及時」會怎樣？

MM里可用的內存是有限的，你用完了就得儘快還，因為別的應用程序也需要MM的內存。

只借不還，積累到一定程度，MM沒有更多內存可用，於是malloc返回NULL。

要還就得全還，否則MM那邊處理不了

原因是：MM可能此時沒有閑置內存可用。（雖然這種情況一般不會發生）

free之後，該內存交還給MM，該內存不再可用（失效）

不一定要在相同的函數里釋放，在應用程序的任意一個角落釋放都是有效的。

也就是說：這一塊內存被malloc出來之後，完全交給你處置

功能：將 s 中當前位置後面的 n 個位元組 （typedef unsigned int size_t ）用 ch 替換並返回 s

參數：

參數：

功能：由 src 所指內存區域複製 n 個位元組到 dest 所指內存區域。

memmove() 功能用法和 memcpy()） 一樣，區別在於： dest

和 src 所指的內存空間重疊時， memmove() 仍然能處理，不過執行效率比 memcpy() 低一些

C語言如何用malloc函數開闢動態數組？？？

函數原型為

void*malloc（unsigned int size）；

其作用是在內存的動態存儲區中分配一個長度為size的連續空間。形參size的類型為無符號整型（不允許為負數）。返回值是所分配區域的第一個位元組的地址。如

malloc(100); //開闢100位元組的臨時分配域，返回值為其第一位元組的地址

在C語言中如何使用malloc動態申請一維數組？

malloc（）函數用來動態地分配內存空間，其原型為：void＊malloc（size＿tsize）；

描述：

（參數描述）

Size是以位元組為單位分配的內存空間量。

【功能描述】

Malloc（）在堆中分配指定大小的內存空間來保存數據。函數執行後，此內存空間未初始化，且其值未知。如果希望在分配內存的同時進行初始化，可以使用calloc（）函數。

（返回值）

分配成功時返回指向內存的地址，失敗時返回NULL。

操作：

由於在請求內存空間時，可能有內存空間，也可能沒有內存空間，所以在繼續之前，您需要自己決定應用程序是否成功。

如果size的值為0，返回值可能為NULL，也可能不為NULL，這取決於標準庫實現，但是不應該再次引用返回的指針。

注意：函數的返回值類型為void＊，Void並不意味著沒有返回值或空指針，而是返回的指針類型未知。所以當你使用malloc（）時，你通常需要將void指針轉換成你想要的類型，例如：

# include stdlib。H

TypedefintListData；

ListData＊數據；／／存儲空間的基本地址

Data＝（ListData＊）malloc（100＊sizeof（ListData））；

擴展資料：

實現malloc的方法：

（1）數據結構

首先，我們要確保數據結構。一個簡單可行的解決方案是將堆內存空間組織成塊，每個塊由一個元區域和一個數據區域組成，元區域記錄關於數據塊的元數據（數據區域大小、空閑標誌位、指針等）。

數據區域是實際分配的內存區域，數據區域的第一個位元組地址是malloc返回的地址。

（2）找到正確的街區

現在考慮如何在區塊鏈中找到合適的區塊。一般來說，有兩種搜索演算法：

Firstfit：從頭開始，使用第一個大於所需大小的數據塊稱為已分配的塊

最佳匹配：從頭開始遍歷所有塊，使用數據區域大小大於大小且分配的塊的差異最小的塊

最適合的有一個高的有效載荷和第一個適合有一個高的操作效率。這裡我們使用第一個fit演算法。

（3）創建一個新的塊如果現有的塊都不能滿足size的要求，則需要在列表的末尾創建一個新的塊。

（4）分塊先拼裝有一個致命的缺點，那就是它可能允許較小的尺寸佔據一個較大的塊。在這種情況下，為了改進有效負載，當剩餘的數據區域足夠大時，應該將其劃分為一個新的塊。

（5）malloc的實現

通過上面的代碼，我們可以實現一個簡單的malloc。注意，首先我們需要定義鏈表的第一個塊，first＿block，初始化為NULL；此外，我們需要至少剩下的空間BLOCK＿SIZE＋8來執行除法操作

因為我們需要malloc分配數據區域在8位元組處對齊，所以大小不適用於8個倍數，所以我們需要調整大小，使其大於8的最小倍數的大小。

數據結構基礎之動態內存分配(malloc)

C語言提供了四個基本的動態內存管理（內存分配與釋放）函數，這些函數的原型包含在stdlib.h頭文件里。

它們分別是：

1.malloc（）/free（）函數

2.calloc（）函數

3.realloc（）函數

malloc的全稱是memory allocation，中文叫動態內存分配，用於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，一般需和free函數配對使用。

本篇只對malloc進行講解

malloc（）函數在堆中申請分配一個大小為size個位元組的連續內存空間，若成功分配，則返回一個指向 所分配空間起始地址 的指針，否則返回空指針（NULL）。

free（）函數用來釋放已分配的內存空間，參數p是待釋放的內存空間的首指針