‘壹’ c语言中malloc是什么怎么用
malloc() 函数用来动态地分配内存空间,其原型为:void* malloc (size_t size);
说明:
【参数说明】
size 为需要分配的内存空间的大小,以字节(Byte)计。
【函数说明】
malloc() 在堆区分配一块指定大小的内存空间,用来存放数据。这块内存空间在函数执行完成后不会被初始化,它们的值是未知的。如果希望在分配内存的同时进行初始化,请使用 calloc() 函数。
【返回值】
分配成功返回指向该内存的地址,失败则返回 NULL。
操作:
由于申请内存空间时可能有也可能没有,所以需要自行判断是否申请成功,再进行后续操作。
如果 size 的值为 0,那么返回值会因标准库实现的不同而不同,可能是 NULL,也可能不是,但返回的指针不应该再次被引用。
注意:函数的返回值类型是 void *,void 并不是说没有返回值或者返回空指针,而是返回的指针类型未知。所以在使用 malloc() 时通常需要进行强制类型转换,将 void 指针转换成我们希望的类型,例如:
#include<stdlib.h>
typedef int ListData;
ListData *data; //存储空间基址
data = ( ListData * ) malloc( 100 * sizeof ( ListData ) );
(1)malloc内存缓存属性扩展阅读
实现malloc的方法:
(1)数据结构
首先我们要确定所采用的数据结构。一个简单可行方案是将堆内存空间以块的形式组织起来,每个块由meta区和数据区组成,meta区记录数据块的元信息(数据区大小、空闲标志位、指针等等)。
数据区是真实分配的内存区域,并且数据区的第一个字节地址即为malloc返回的地址 。
(2)寻找合适的block
现在考虑如何在block链中查找合适的block。一般来说有两种查找算法:
First fit:从头开始,使用第一个数据区大小大于要求size的块所谓此次分配的块
Best fit:从头开始,遍历所有块,使用数据区大小大于size且差值最小的块作为此次分配的块
两种方式各有千秋,best fit有较高的内存使用率(payload较高),而first fit具有较高的运行效率。这里我们采用first fit算法。
(3)开辟新的block
如果现有block都不能满足size的要求,则需要在链表最后开辟一个新的block。
(4)分裂block
First fit有一个比较致命的缺点,就是可能会让更小的size占据很大的一块block,此时,为了提高payload,应该在剩余数据区足够大的情况下,将其分裂为一个新的block。
(5)malloc的实现
有了上面的代码,我们就可以实现一个简单的malloc.注意首先我们要定义个block链表的头first_block,初始化为NULL;另外,我们需要剩余空间至少有BLOCK_SIZE+8才执行分裂操作
由于我们需要malloc分配的数据区是按8字节对齐,所以size不为8的倍数时,我们需要将size调整为大于size的最小的8的倍数。