Question

可能重复：
behaviour of malloc(0)

我正在尝试理解C中的内存分配。所以我正在试验malloc。我为这个指针分配了0个字节，但它仍然可以保存一个整数。事实上，无论我在malloc的参数中放入什么数字，它仍然可以保留我给它的任何数字。这是为什么？

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

int main(void)
{
    int *ptr = (int*)malloc(0);

    *ptr = 9;

    printf("%i", *ptr); // 9

    free(ptr);

    return 0;
}

它还打印9，那是什么？

Answer 1

如果size为0，则malloc（）返回NULL或唯一指针以后可以成功传递给free（）的值。

我猜你正在打第二个案子。无论如何，错误的指针碰巧出现在你可以写的区域而不会产生分段错误，但你可能正在写一些其他变量的空间来搞乱其价值。

Answer 2

首先，您的编译器可能会连续看到这两行并对其进行优化：

*ptr = 9;
printf("%i", *ptr);

使用如此简单的程序，您的编译器实际上可能正在优化整个内存分配/空闲周期并使用常量代替。程序的编译器优化版本可能最终看起来更像是：

printf("9");

判断这是否确实发生的唯一方法是检查编译器发出的程序集。如果您正在尝试了解C的工作原理，我建议您在构建代码时明确禁用所有编译器优化。

关于您的特定malloc用法，请记住，如果分配失败，您将获得一个NULL指针。在将malloc用于任何事情之前，始终检查malloc(0)的返回值。盲目地解除引用它是使程序崩溃的好方法。

Nick发布的链接很好地解释了为什么malloc(0)可能起作用（请注意“工作”和“似乎工作”之间的显着差异）。为了总结那里的信息，允许free()返回NULL或指针。如果它返回一个指针，则明确禁止将其用于除将其传递给malloc(0)之外的任何其他内容。如果你做尝试使用这样的指针，你正在调用未定义的行为，并且没有办法告诉结果会发生什么。它似乎对你有用，但这样做可能会覆盖属于另一个程序的内存并破坏它们的内存空间。简而言之：没有什么好事可以发生，所以不要把指针放在一边，不要在{{1}}上浪费你的时间。

Answer 3

这里有很多好的答案。但它肯定是未定义的行为。有些人声称，未定义的行为意味着紫色的龙可能会飞出你的计算机或类似的东西...可能有一些历史背后我失踪的那个令人发指的声称，但我向你保证紫龙无论未定义的行为是什么，都不会出现。

首先，让我提一下，在没有MMU的情况下，在没有虚拟内存的系统上，您的程序可以直接访问系统上的所有内存，无论其是什么地址。在这样的系统中，malloc()只是帮助你以有序的方式划分出记忆的人;系统实际上无法强制您仅使用malloc()给您的地址。在具有虚拟内存的系统上，情况略微不同......好吧，好吧，有很多不同。但是在程序中，程序中的任何代码都可以访问虚拟地址空间中通过MMU映射到实际物理内存的任何部分。从malloc（）获取地址或者是否调用rand（）并且碰巧得到一个落在程序映射区域的地址并不重要;如果它被映射并且没有标记为只执行，则可以阅读它。如果它没有标记为只读，你也可以写它。是。即使你没有从malloc()获得它。

让我们考虑malloc(0)未定义行为的可能性：

malloc(0)返回NULL。

好的，这很简单。大多数计算机中确实存在物理地址0x00000000，甚至所有进程中的虚拟地址0x00000000，但操作系统故意不将任何内存映射到该地址，以便它可以捕获空指针访问。那里有一整页（通常是4KB）根本就没有映射，甚至可能超过4KB。因此，如果您尝试读取或写入空指针，即使存在偏移量，您也会触及这些甚至未映射的虚拟内存页面，并且MMU将抛出异常（a <操作系统捕获的em>硬件异常或中断），它声明了SIGSEGV（在Linux / Unix上）或非法访问（在Windows上）。

malloc(0)将有效地址返回给最小可分配单元的先前未分配的内存。

有了这个，你实际上得到了一块真实的记忆，你可以合法地称之为你自己的记忆，你不知道它的大小。你真的不应该在那里写任何东西（可能也没有读过）因为你不知道它有多大，而且就此而言，你不知道这是否是你的特殊情况＆＃ 39;重新体验（见下列案例）。如果是这种情况，您给出的内存块几乎保证至少为4个字节，可能是8个字节，甚至可能更大;这一切都取决于您实施的最小可分配单位的大小。

malloc(0)故意返回未映射页面的地址除了NULL之外的其他内存。

这可能是实施的一个很好的选择，因为它可以让您或系统跟踪和将malloc（）调用与其相应的free（）调用结合在一起，但实质上，它与返回NULL相同。如果您尝试通过此指针访问（读/写），您将崩溃（SEGV或非法访问）。

malloc(0)返回内存的某个其他映射页面中的地址可能被其他人使用＆＃34;。

我发现商业化系统不太可能采用这种方式，因为它可以简单地隐藏错误而不是尽快将它们带出来。但如果确实如此，malloc（）会返回一个指向内存中你不拥有的指针。如果是这种情况，当然，你可以随心所欲地写信给你，但是你会破坏其他代码的内存，尽管它会在程序的进程中记忆，所以你可以放心，你至少不会踩到另一个程序的记忆。（我听到有人准备说，＆＃34;但它是UB，所以从技术上来说，可能会踩到其他程序的内存。是的，在某些环境中，就像一个嵌入式系统，这是正确的。没有现代商业操作系统可以让一个进程可以像访问malloc（0）一样轻松访问另一个进程的内存;事实上，你根本无法从中获取一个进程到另一个进程的内存，而无需通过操作系统为你完成。） 无论如何， 回到现实......这就是＆＃34;未定义的行为＆＃34;真的开始了：如果你正在写'＃34;其他人的记忆＆＃34; （在您自己的程序过程中），您将以难以预测的方式改变您的程序行为。了解程序的结构以及内存中所有内容的布局，它是完全可预测的。但是从一个系统到另一个系统，事物将在内存中布局（出现在内存中的不同位置），因此对一个系统的影响不一定与对另一个系统的影响相同，或者对不同系统的影响不同时间。

最后......不，那就是它。真的，真的，只有那四个可能性。你可以争论特殊情况的子集点上面的最后两个，但最终结果将是相同的。

Answer 4

malloc(0) / free()来电没有崩溃的答案可以在这里找到：

zero size malloc

关于*ptr = 9，就像溢出一个缓冲区（如malloc'ing 10个字节并访问第11个），你正在写入你不拥有的内存，这样做就是在寻找麻烦。在这个特定的实现中，malloc(0)碰巧返回指针而不是NULL。

最重要的是，即使它似乎适用于简单的情况也是错误的。

Answer 5

某些内存分配器具有“最小可分配大小”的概念。因此，即使你传递零，这也会返回指向word-size内存的指针。您需要检查系统分配器文档。但是如果它确实返回指向某个内存的指针，则依赖它是错误的，因为指针只应传递给realloc（）或free（）。

C程序帮助：内存分配不足但仍然有效......为什么？

5 个答案: