淺談C中的malloc和free(1)

在C語言的學習中，對記憶體管理這部分的知識掌握尤其重要！之前對C中的malloc()和free()兩個函數的瞭解甚少，只知道大概該怎麼用——就是malloc然後free就一切OK了。當然現在對這兩個函數的體會也不見得多，不過對於本文章第三部分的內容倒是有了轉折性的認識，所以

寫下這篇文章作為一個對知識的總結。這篇文章之所以命名中有個“淺談”的字眼，也就是這個意思了！希望對大家有一點協助！

     如果不扯得太遠的話（比如說作業系統中虛擬記憶體和實體記憶體如何運做如何管理之類的知識等），我感覺這篇文章應該是比較全面地談了一下malloc()和free().這篇文章由淺入深（不見得有多深）分三個部分介紹主要內容。

廢話了那麼多，下面立刻進入主題================》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》

一、malloc()和free()的基本概念以及基本用法：

1、函數原型及說明：

void *malloc(long NumBytes)：該函數分配了NumBytes個位元組，並返回了指向這塊記憶體的指標。如果分配失敗，則返回一個null 指標（NULL）。

關於分配失敗的原因，應該有多種，比如說空間不足就是一種。

void free(void *FirstByte)： 該函數是將之前用malloc分配的空間還給程式或者是作業系統，也就是釋放了這塊記憶體，讓它重新得到自由。

2、函數的用法：

     其實這兩個函數用起來倒不是很難，也就是malloc()之後覺得用夠了就甩了它把它給free()了，舉個簡單例子：

程式碼：
        // Code...
        char *Ptr = NULL;
        Ptr = (char *)malloc(100 * sizeof(char));
        if (NULL == Ptr)
    {
        exit (1);
    }
        gets(Ptr);

        // code...
        free(Ptr);
        Ptr = NULL;
        // code...

    就是這樣！當然，具體情況要具體分析以及具體解決。比如說，你定義了一個指標，在一個函數裡申請了一塊記憶體然後通過函數返回傳遞給這個指標，那麼也許釋放這塊記憶體這項工作就應該留給其他函數了。

3、關於函數使用需要注意的一些地方：

A、申請了記憶體空間後，必須檢查是否分配成功。

B、當不需要再使用申請的記憶體時，記得釋放；釋放後應該把指向這塊記憶體的指標指向NULL，防止程式後面不小心使用了它。

C、這兩個函數應該是配對。如果申請後不釋放就是記憶體泄露；如果無故釋放那就是什麼也沒有做。釋放只能一次，如果釋放兩次及兩次以上會

出現錯誤（釋放null 指標例外，釋放null 指標其實也等於啥也沒做，所以釋放null 指標釋放多少次都沒有問題）。

D、雖然malloc()函數的類型是(void *),任何類型的指標都可以轉換成(void *),但是最好還是在前面進行強制類型轉換，因為這樣可以躲過一

些編譯器的檢查。

好了！最基礎的東西大概這麼說！現在進入第二部分：

二、malloc()到底從哪裡得來了記憶體空間：

1、malloc()到底從哪裡得到了記憶體空間？答案是從堆裡面獲得空間。也就是說函數返回的指標是指向堆裡面的一塊記憶體。作業系統中有一個記錄空閑記憶體位址的鏈表。當作業系統收到程式的申請時，就會遍曆該鏈表，然後就尋找第一個空間大於所申請空間的堆結點，然後就將該結點從空閑結點鏈表中刪除，並將該結點的空間分配給程式。就是這樣！

   說到這裡，不得不另外插入一個小話題，相信大家也知道是什麼話題了。什麼是堆？說到堆，又忍不住說到了棧！什麼是棧？下面就另外開個小部分專門而又簡單地說一下這個題外話：

2、什麼是堆：堆是大家共有的空間，分全域堆和局部堆。全域堆就是所有沒有分配的空間，局部堆就是使用者指派的空間。堆在作業系統對進程初始化的時候分配，運行過程中也可以向系統要額外的堆，但是記得用完了要還給作業系統，要不然就是記憶體流失。

   什麼是棧：棧是線程專屬的，儲存其運行狀態和局部自動變數的。棧線上程開始的時候初始化，每個線程的棧互相獨立。每個函數都有自己的棧，棧被用來在函數之間傳遞參數。作業系統在切換線程的時候會自動的切換棧，就是切換SS/ESP寄存器。棧空間不需要在進階語言裡面顯式的分配和釋放。

   以上的概念描述是標準的描述，不過有個別語句被我刪除，不知道因為這樣而變得不標準了^_^.

   通過上面對概念的描述，可以知道：

   棧是由編譯器自動分配釋放，存放函數的參數值、局部變數的值等。操作方式類似於資料結構中的棧。

   堆一般由程式員分配釋放，若不釋放，程式結束時可能由OS回收。注意這裡說是可能，並非一定。所以我想再強調一次，記得要釋放！

注意它與資料結構中的堆是兩回事，分配方式倒是類似於鏈表。（這點我上面稍微提過）

文章引用自：http://www.bc-cn.net/bbs/dispbbs.asp?BoardID=5&ID=82212