淺談如何運用C語言malloc和free函數

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　　C語言的應用范圍廣泛，具備很強的數據處理能力，不僅僅是在軟件開發上，而且各類科研都需要用到C語言，適于編寫系統軟件，三維，二維圖形和動畫，具體應用比如單片機以及嵌入式系統開發。今天，小編為大家搜索整理了如何運用C語言malloc和free函數，希望大家能有所收獲，更多精彩內容請持續關注我們考試網!

　　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個字節，并返回了指向這塊內存的指針。如果分配失敗，則返回一個空指針(NULL)。

　　關于分配失敗的原因，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分配的空間還給程序或者是操作系統，也就是釋放了這塊內存，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()之后覺得用夠了就甩了它把它給free()了，舉個簡單例子：

　　// 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，你定義了一個指針，在一個函數里申請了一塊內存然后通過函數返回傳遞給這個指針，那么也許釋放這塊內存這項工作就應該留給其他函數了。

　　3、關于函數使用需要注意的一些地方：

　　A、申請了內存空間后，必須檢查是否分配成功。

　　B、當不需要再使用申請的內存時，記得釋放;釋放后應該把指向這塊內存的指針指向NULL，防止程序后面不小心使用了它。

　　C、這兩個函數應該是配對。如果申請后不釋放就是內存泄露;如果無故釋放那就是什么也沒有做。釋放只能一次，如果釋放兩次及兩次以上會

　　出現錯誤(釋放空指針例外，釋放空指針其實也等于啥也沒做，所以釋放空指針釋放多少次都沒有問題)。

　　D、雖然malloc()函數的類型是(void *),任何類型的指針都可以轉換成(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。

　　二、malloc()到底從哪里得來了內存空間：

　　1、malloc()到底從哪里得到了內存空間?答案是從堆里面獲得空間。也就是說函數返回的指針是指向堆里面的一塊內存。操作系統中有一個記錄空閑內存地址的鏈表。當操作系統收到程序的申請時，就會遍歷該鏈表，然后就尋找第一個空間大于所申請空間的堆結點，然后就將該結點從空閑結點鏈表中刪除，并將該結點的空間分配給程序。就是這樣!

　　說到這里，不得不另外插入一個小話題，相信大家也知道是什么話題了。什么是堆?說到堆，又忍不住說到了棧!什么是棧?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、什么是堆：堆是大家共有的空間，分全局堆和局部堆。全局堆就是所有沒有分配的空間，局部堆就是用戶分配的空間。堆在操作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操作系統，要不然就是內存泄漏。

　　什么是棧：棧是線程獨有的，保存其運行狀態和局部自動變量的。棧在線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。操作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。棧空間不需要在高級語言里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、局部變量的值等。操作方式類似于數據結構中的棧。

　　堆一般由程序員分配釋放，若不釋放，程序結束時可能由OS回收。注意這里說是可能，并非一定。所以我想再強調一次，記得要釋放!

　　注意它與數據結構中的堆是兩回事，分配方式倒是類似于鏈表。(這點我上面稍微提過)

　　所以，舉個例子，如果你在函數上面定義了一個指針變量，然后在這個函數里申請了一塊內存讓指針指向它。實際上，這個指針的地址是在棧上，但是它所指向的內容卻是在堆上面的!這一點要注意!所以，再想想，在一個函數里申請了空間后，比如說下面這個函數：

　　// code...

　　void Function(void)

　　{

　　char *p = (char *)malloc(100 * sizeof(char));

　　}

　　就這個例子，千萬不要認為函數返回，函數所在的棧被銷毀指針也跟著銷毀，申請的內存也就一樣跟著銷毀了!這絕對是錯誤的!因為申請的內存在

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