malloc和free的使用

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malloc和free使用

基本定义和函数原型

基本定义

学习C/C++的都或多或少听说过malloc和free这两个函数吧，这两个函数是C/C++语言中用于动态分配内存和释放的函数，malloc可以向操作系统申请一定量的内存，具体申请多大的内存由参数指定，而free则是用来释放由malloc申请到的内存。malloc动态申请的内存主要来自于进程地址空间的堆区，每个进程在创建并运行的过程中，操作系统会为其分配地址空间，这个地址空间是虚拟地址空间，在32位Linux系统中一般是4GB，其中3GB是用户地址空间，1GB是内核空间，malloc申请的内存空间位于用户地址空间中的堆区。由于C/C++不支持自动垃圾回收机制，所以由malloc动态申请的内存必须由用户自己释放（归还给进程或者操作系统），在程序中我们可以使用free函数来实现对内存的回收。

函数原型

malloc和free函数的原型定义在C标准库的stdlib.h头文件中，要使用这两个函数必须先包含这个头文件，否则编译会出错，在C++程序中一般是写成#include<cstdlib>。

malloc原型 

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void* malloc(long size);

free原型 

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void free(void * pointer)

使用实例 

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#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
int main(){
    char *p;
    p=(char*)malloc(10);
    if(p == NULL) //必须判断是否分配成功
       cout << "Not enougth memory" << endl;
    else
       cout << "allocated at" << p << endl
    //此处可以进行对已分配内存的操作
    if(p!=NULL){
        free(p); //回收内存
        p = NULL; //注意要让指针置空，防止出现野指针
    }
    return 0;
}

从上述代码可以看出，malloc在分配内存时如果成功返回的是一个无类型指针，在使用之前需要对其进行强制类型转换，并且在分配之后需要对指针进行判空。在程序结束时，我们需要手动使用free函数进行释放，并且需要将指针变量设置为空指针，防止出现野指针而引起程序崩溃。

使用陷阱

  • malloc和free函数应该配对使用，有分配就一定有释放，否则会造成内存泄漏，并且对某块内存只能释放一次，如果释放多次会使程序运行出错，从而引起程序崩溃，因此在程序中禁止对已经释放过的内存进行释放。
  • 当申请的内存不再需要时，应该对其进行释放，释放之后应该要将指向该内存的所有指针置空，防止出现野指针。并且，已经释放的内存不能再次被访问，除非被重新分配，否则会引起段错误。
  • malloc 申请内存可能会失败，在使用之前必须先检查是否可用，避免访问NULL指针而引起错误。