再看malloc动态分配内存 – 在青春迷失的咖啡馆

一向对内存敏感性不好，或者说不太有sense，基础恶补恶补很有必要，结合刚看了下一个日本人写的关于malloc的讲解，理清下思路

malloc()是根据参数指定的尺寸来分配内存块，返回指向内存块初始位置的指针，经常用于动态分配结构体的内存领域，分配执行前还不知道大小的数据的内存区域等

p = malloc(size);
free(p);

一旦内存分配失败（内存不足？），malloc()会返回NULL；利用malloc()分配的内存结束使用的时候，通过free()来释放内存

这种能够动态运行时进行内存分配，并且可以通过任意的顺序释放的记忆区域，称为heap堆

动态分配结构体

假如要用下面的结构体管理一本书的数据

typedef struct {
    char title[64];
    int price;
    char isbn[32];
    ......
}BookData;

那么对于要管理很多书来说，肯定就要管理超多的BookData；这样虽然可以通过一个巨大的数组来管理大量的BookData，但是数组必须要定义长度，这也是一件头疼的事，太大了浪费空间，太小了可能就会不足；通过下面这种方式，可以在运行时候分配BookData内存区域

BookData *book_data_p;
book_data_p = (BookData *)malloc(sizeof(BookData));

进而如果用链表来管理，可以保持任意个数的BookData，只要内存足够

typedef struct BookData_tag{
    char title[64];
    int price;
    char isbn[32];
    ......
    struct BookData_tag *next;
}BookData;

通过next指向下一个BookData的指针，就形成了链状数据结构，保存大量的BookData

分配可变长数组

上面书名的地方是通过char title[64]；来定义的，但是书名超过了64长度，就放不下了；但是也不是所有书名都有这么长，所以太长也会浪费，于是可以将title声明为

char *title;

这样可以给标题字符串分配内存区域

BookData *book_data_p;
......
book_data_p->title = malloc(sizeof(char) * len);

这里len为标题字符数+1，访问标题某个字符只需要book_data_p->title[i]即可

malloc()实际上是一个标准库函数，而不是系统调用；malloc从操作系统一次性取得比较大的内存，然后将这些内存零售给应用程序，在UNIX下使用brk()系统调用来取得内存；在前面打印变量地址的时候，main函数里的变量和参数变量地址之间空出了一片很大范围的内存区域；系统调用brk()通过设定这个内存区域的末尾地址，来伸缩内存空间的函数；调用函数的时候，栈会向地址小的一边伸长，多次调用malloc()的时候，会调用一次brk()，内存区域会向地址大的一边伸长

说实话说的跟天书一样，下面随手画一个图可以看到malloc()的链表实现

管理区域	使用中的块
管理区域	空块
管理区域	使用中的块
管理区域	空块
管理区域	使用中的块
管理区域	使用中的块

…………………………………………如果区域不足，请求操作系统扩充…………………………………

在每个块之前加了一个管理区域，每个管理区域保存了下面一个块的地址，这样就通过管理区域构建了一个链表

malloc()遍历链表寻找空的块，如果发现尺寸大小能够满足使用的块，就分割出来将其变成试用中的块，并且向应用程序返回紧邻管理区域的后面区域的地址；free()将管理区域的标记改写成空块，顺便也将上下空的块合并成一个块，这样可以防止块碎片化

假如不存在足够大的空块，那么就请求操作系统对空间进行扩充，比如UNIX使用brk()系统调用

free()

调用free()之后，对应的内存区域不会立马还给操作系统，下面简单例子

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int main(){
    int *ptr;
    ptr = malloc(sizeof(int));

    *ptr = 12345;
    free(ptr);
    printf("*ptr = %d\n", *ptr);
    return 0;
}

lihui@2015 /cygdrive/d/work
$ ./a.exe
*ptr = 12345

如此可见调用free之后，对应内存并没有立马被破坏，所以调用free之后，不要引用对应的内存区域

比如某内存区域被两个指针A和B同时引用，而此时A认为当前区域对他来说不需要，就free掉了，而此刻B还引用着这块内存区域；虽然调用了free，但B引用的内存区域也不会立马被破坏，暂时还会保持着以前的值，知道在某个地方执行了malloc，随着当前内存区域被重新分配，内容才开始被破坏，这样的问题调试就比较困难了

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