『壹』 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,那麼返回值會因標准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:
#include<stdlib.h>
typedef int ListData;
ListData *data; //存儲空間基址
data = ( ListData * ) malloc( 100 * sizeof ( ListData ) );
(1)malloc內存緩存屬性擴展閱讀
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、空閑標志位、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。這里我們採用first fit演算法。
(3)開辟新的block
如果現有block都不能滿足size的要求,則需要在鏈表最後開辟一個新的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占據很大的一塊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。