四个内存管理函数c语言,四个内存管理函数c语言是什么

c语言中，malloc和free是什么意思？

属于内存管理的两个函数，malloc是申请内存的，free是释放内存的。

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1、malloc一般用法：

int *t=NULL;

t=(int *)malloc(sizeof(int));

也可以在sizeof前面加上一个'n*'这就成了一个动态分配数组的方法。

2、free一般用法：

int *t=NULL;

t=(int *)malloc(sizeof(int));

free(t);

这样t所指的空间就被释放掉了。

扩展资料：

malloc函数定义

其函数原型为void *malloc(unsigned int size)；其作用是在内存的动态存储区中分配一个长度为size的连续空间。此函数的返回值是分配区域的起始地址，或者说，此函数是一个指针型函数，返回的指针指向该分配域的开头位置。

如果分配成功则返回指向被分配内存的指针(此存储区中的初始值不确定)，否则返回空指针NULL。当内存不再使用时，应使用free()函数将内存块释放。

参考资料来源：百度百科-malloc函数

参考资料来源：百度百科-free()

C语言笔记（五）----struct，enum，typedef等

成员表列由若干个成员组成，每个成员都是该结构的一个组成部分。

对每个成员也必须做类型声明。

其形式为：

类型声明符 成员名;

例如：

注意， 最后括号外面的;分号是不可少的 。

结构定义之后，才可以进行变量声明。

凡声明为结构 stu 的变量都由上述4个成员组成。

由此可见，结构是一种复杂的数据类型，是数目固定，类型不同的若干有序变量的集合。

声明结构变量 有以下三种方法。

使用上面定义的stu为例：

如：

也可以用宏定义使一个符号常量来表示一个结构类型。例如：

例如：

这种形式的声明的一般形式为：

例如：

这种声明的一般形式为：

第三种方法与第二种方法的区别在于第三种方法中省去了结构名，而直接给出结构变量。

在程序中使用结构变量时，往往不把她作为一个整体来使用。

在ANSI C中除了允许有相同类型的结构变量相互赋值以外，一般对结构变量的使用，包括 赋值、输入、输出、运算 等都是通过结构变量的成员来实现的。

表示结构变量成员的一般形式为：

结构变量名.成员名

例如： boy1.num boy2.sex

如果成员本身又是一个结构，则必须逐级找到最低级的成员才能使用。如： boy1.birthday.month

结构变量的赋值就是给各成员赋值。

数组的元素也可以是结构类型的。

因此可以构成结构型数组。

初始化赋值：

当然也可以在定义 stu结构 时同时声明 pstu。

赋值是把结构变量的首地址赋予该指针变量，不能把结构名赋予该指针变量。

如果 boy 是被声明为 stu类型 的结构变量。

则：

有了结构指针变量，就能更方便地访问结构变量的各个成员。

其访问的一般形式为：

(*结构指针变量).成员名

或

结构指针变量-成员名

例如： (*pstu).num 或 pstu-num

例如：

介绍数组的时候，曾介绍过数组的长度是预先定义好的，在整个程序中固定不变。

C语言中不允许动态数组类型。

例如：

但是又有此需求，为了解决这个问题，C语言提供了一些内存管理函数，这些内存管理函数可以按需要动态地分配内存空间，也可把不再使用的空间回收待用，为有效地利用内存资源提供了手段。

常用的内存管理函数有3个：

例子：分配一块区域，输入一个学生数据

上面的例子采用了动态分配的办法为一个结构分配内存空间。

每一次分配一块空间可用来存放一个学生的数据，我们可称之为一个节点。

有多少个学生就应该申请分配多少块内存空间，也就是说要建立多少个节点。

当然用结构数组也可以完成上述工作，但如果预先不能准确把握学生人数，也就无法确定数组大小。

而且当学生留级、退学之后也不能把该元素占用的空间从数组中释放出来。

用动态存储的方法可以很好地解决这些问题。

有一个学生就分配一个节点，无须预先确定学生的准确人数，某学生退学，可删去该节点，并释放该节点占用的存储空间，从而节约了宝贵的内存资源。

另一方面，用数组的方法必须占用一块连续的内存区域。

而使用动态分配时，每个节点之间可以是不连续的（节点内是连续的）。

节点之间的关系可以用指针实现。

即在节点结构中定义一个成员项来存放下一节点的首地址，这个用于存放地址的成员，常把他称为指针域。

可在第一个节点的指针域内 存入第二个节点的首地址，在第二个节点的指针域内 又存入第三个节点的首地址，如此串联下去直到最后一个节点。

最后一个节点因无后续节点连接，其指针域可赋值 0

这种连接方式，在数据结构中称为“链表”。

链表的基本操作主要有以下几种：

例子：建立一个三个节点的链表，存放学生数据。为简单起见，我们假定学生数据结构中只有学号和年龄两项。可编写一个建立链表的函数create。程序如下：

create函数 用于建立一个有 n个节点 的链表，他是一个指针函数，他返回的指针指向 stu结构。

在create函数内定义了三个 stu结构 的指针变量。

head为头指针，pf为指向两相邻节点的前一节点的指针变量。

pb为后一节点的指针变量。

枚举是一种 基本数据类型 ，而不是一种 构造类型 ，因为他不能再分解为任何基本类型。

enum 枚举名{ 枚举值表 };

例如： enum weekday { sun,mou,tue,wed,thu,fri,sat };

enum weeakday a,b,c;

或者为：

enum weekday { sun,mou,tue,wed,thu,fri,sat }a,b,c;

或者为：

enum { sun,mou,tue,wed,thu,fri,sat }a,b,c;

例子：

说明：

只能把枚举值赋予枚举变量，不能把元素的数值直接赋予枚举变量。如：

a=sun;b=mon; 是正确的

a=0;b=1; 是错误的。

如果一定要把数值赋予枚举变量，则必须使用强制类型转换。

如： a=(enum weekday)2;

还应该说明的是枚举元素不是字符常量也不是字符串常量，使用时不要加单、双引号。

例子：

typedef定义的一般形式为：

typedef 原类型名 新类型名

其中原类型名中含有定义部分，新类型名一般用大写表示，一般用大写表示，以便于区别。

有时也可用 宏定义 来代替 typedef 功能，但是 宏定义 是由 预处理 完成的，而 typedef 则是 在编译时 完成的，后者更为灵活方便。

使用 typedef 定义数组、指针、结构等类型将带来很大的方便，不仅使书写简单而且使意义更加明确，因而增强了可读性。

例如：

又如：

C语言中分配内存的函数是怎么写的？

Windows下的 malloc 原理就是调用 windows API 的各种内存管理函数申请内存并记录内存状态以便将来释放。

DOS下的 malloc 原理就是调用申请内存的中断申请内存并记录内存状态以便将来释放。

UNIX 和 Linux 都有内存管理的系统调用，malloc 相当于给这些系统调用穿了一件

malloc（）工作机制

malloc函数的实质体现在，它有一个将可用的内存块连接为一个长长的列表的所谓空闲链表。调用malloc函数时，它沿连接表寻找一个大到足以满足用户请求所需要的内存块。然后，将该内存块一分为二（一块的大小与用户请求的大小相等，另一块的大小就是剩下的字节）。接下来，将分配给用户的那块内存传给用户，并将剩下的那块（如果有的话）返回到连接表上。调用free函数时，它将用户释放的内存块连接到空闲链上。到最后，空闲链会被切成很多的小内存片段，如果这时用户申请一个大的内存片段，那么空闲链上可能没有可以满足用户要求的片段了。于是，malloc函数请求延时，并开始在空闲链上翻箱倒柜地检查各内存片段，对它们进行整理，将相邻的小空闲块合并成较大的内存块。

malloc（）在操作系统中的实现

在 C 程序中，多次使用malloc () 和 free()。不过，您可能没有用一些时间去思考它们在您的操作系统中是如何实现的。本节将向您展示 malloc 和 free 的一个最简化实现的代码，来帮助说明管理内存时都涉及到了哪些事情。

在大部分操作系统中，内存分配由以下两个简单的函数来处理：

void *malloc (long numbytes)：该函数负责分配 numbytes 大小的内存，并返回指向第一个字节的指针。

void free(void *firstbyte)：如果给定一个由先前的 malloc 返回的指针，那么该函数会将分配的空间归还给进程的“空闲空间”。

malloc_init 将是初始化内存分配程序的函数。它要完成以下三件事：将分配程序标识为已经初始化，找到系统中最后一个有效内存地址，然后建立起指向我们管理的内存的指针。这三个变量都是全局变量：

//清单 1. 我们的简单分配程序的全局变量

int has_initialized = 0;

void *managed_memory_start;

void *last_valid_address;

如前所述，被映射的内存的边界（最后一个有效地址）常被称为系统中断点或者 当前中断点。在很多 UNIX? 系统中，为了指出当前系统中断点，必须使用 sbrk(0) 函数。 sbrk 根据参数中给出的字节数移动当前系统中断点，然后返回新的系统中断点。使用参数 0 只是返回当前中断点。这里是我们的 malloc 初始化代码，它将找到当前中断点并初始化我们的变量：

清单 2. 分配程序初始化函数

#include

void malloc_init()

{

last_valid_address = sbrk(0);

managed_memory_start = last_valid_address;

has_initialized = 1;

}

现在，为了完全地管理内存，我们需要能够追踪要分配和回收哪些内存。在对内存块进行了 free 调用之后，我们需要做的是诸如将它们标记为未被使用的等事情，并且，在调用 malloc 时，我们要能够定位未被使用的内存块。因此， malloc 返回的每块内存的起始处首先要有这个结构：

//清单 3. 内存控制块结构定义

struct mem_control_block {

int is_available;

int size;

};

现在，您可能会认为当程序调用 malloc 时这会引发问题 —— 它们如何知道这个结构？答案是它们不必知道；在返回指针之前，我们会将其移动到这个结构之后，把它隐藏起来。这使得返回的指针指向没有用于任何其他用途的内存。那样，从调用程序的角度来看，它们所得到的全部是空闲的、开放的内存。然后，当通过 free() 将该指针传递回来时，我们只需要倒退几个内存字节就可以再次找到这个结构。

在讨论分配内存之前，我们将先讨论释放，因为它更简单。为了释放内存，我们必须要做的惟一一件事情就是，获得我们给出的指针，回退 sizeof(struct mem_control_block) 个字节，并将其标记为可用的。这里是对应的代码：

清单 4. 解除分配函数

void free(void *firstbyte) {

struct mem_control_block *mcb;

mcb = firstbyte - sizeof(struct mem_control_block);

mcb-is_available = 1;

return;

}

如您所见，在这个分配程序中，内存的释放使用了一个非常简单的机制，在固定时间内完成内存释放。分配内存稍微困难一些。我们主要使用连接的指针遍历内存来寻找开放的内存块。这里是代码：

//清单 6. 主分配程序

void *malloc(long numbytes) {

void *current_location;

struct mem_control_block *current_location_mcb;

void *memory_location;

if(! has_initialized) {

malloc_init();

}

numbytes = numbytes + sizeof(struct mem_control_block);

memory_location = 0;

current_location = managed_memory_start;

while(current_location != last_valid_address)

{

current_location_mcb =

(struct mem_control_block *)current_location;

if(current_location_mcb-is_available)

{

if(current_location_mcb-size = numbytes)

{

current_location_mcb-is_available = 0;

memory_location = current_location;

break;

}

}

current_location = current_location +

current_location_mcb-size;

}

if(! memory_location)

{

sbrk(numbytes);

memory_location = last_valid_address;

last_valid_address = last_valid_address + numbytes;

current_location_mcb = memory_location;

current_location_mcb-is_available = 0;

current_location_mcb-size = numbytes;

}

memory_location = memory_location + sizeof(struct mem_control_block);

return memory_location;

}

这就是我们的内存管理器。现在，我们只需要构建它，并在程序中使用它即可.多次调用malloc（）后空闲内存被切成很多的小内存片段，这就使得用户在申请内存使用时，由于找不到足够大的内存空间，malloc（）需要进行内存整理，使得函数的性能越来越低。聪明的程序员通过总是分配大小为2的幂的内存块，而最大限度地降低潜在的malloc性能丧失。也就是说，所分配的内存块大小为4字节、8字节、16字节、 18446744073709551616字节，等等。这样做最大限度地减少了进入空闲链的怪异片段（各种尺寸的小片段都有）的数量。尽管看起来这好像浪费了空间，但也容易看出浪费的空间永远不会超过50%。

?'>C语言中的malloc函数用法>?

C语言中malloc是动态内存分配函数。

函数原型：void *malloc(unsigned int num_bytes)。

参数：num_bytes 是无符号整型，用于表示分配的字节数。

注意：当内存不再使用时，应使用free()函数将内存块释放。函数返回的指针一定要适当对齐，使其可以用于任何数据对象。关于该函数的原型，在以前malloc返回的是char型指针，新的ANSIC标准规定，该函数返回为void型指针，因此必要时要进行类型转换。

实现malloc的方法：

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 。

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