Question

我无法完全理解C中的malloc（）函数，更准确地说是在需要使用它时。

当我声明一个指向全局结构的指针时，

struct Position* currentPositionPtr;

我是否需要使用malloc为其分配动态内存来初始化它？或者，稍后在需要时简单地将结构的指针指定给它是一种好的做法，例如，

currentPositionPtr = getPosition();

其中getPosition()返回指向“struct Position”的指针。

Answer 1

getPosition()做了什么？

如果它返回一个指向struct Position的有效指针，那么你当然不需要为struct 分配两次内存。我希望你的函数不看起来像这样：

struct Position *getPosition()
{
    struct Position p = { x, y };
    return &p;
}

因为这会显示未定义的行为（通过返回指向块作用域自动对象的指针）。通常，您宁愿返回已经 malloc()指针：

struct Position *getPosition()
{
    struct Position *p = malloc(sizeof(*p));
    p->x = 42;
    p->y = 1337;
    return p;
}

然后，再次，您不需要对malloc()进行其他来电。

但是，如果不是被叫函数负责分配，那么，那么......是调用者：

void getPosition(struct Position *p)
{
    p->x = 42;
    p->y = 1337;
}

在后一种情况下，您需要像这样调用它：

struct Position *p = malloc(sizeof(*p));
getPosition(p);

如果你需要你的结构来恢复功能，或者

struct Position p;
getPosition(&p);

如果你没有。

Answer 2

只要您需要系统为您提供内存，就需要

malloc（或其他内存分配函数）。

是的，当你做的时候

struct Position* currentPositionPtr;

您需要致电malloc()：

currentPositionPtr = malloc(sizeof(struct Position));

或将指针指定给已分配的内存块的地址：

struct Position globalPos;

void func(void) {
    struct Position pos;
    struct Position* currentPositionPtr = &pos; //ok
    struct Position* globalPosPtr = &globalPos; //also ok
    ...
}

因为您所做的只是声明指针，而不是为结构保留空间。

但是，如果指针是全局，则将其分配给堆栈分配的内存可能会有危险。请考虑以下事项：

struct Position *globalPosPtr = NULL;

void foo(void) {
    struct Position pos;
    globalPosPtr = &pos;
    //can dereference globalPosPtr with no problems here
    ...
}

void bar(void) {
    foo();
    //globalPosPtr is invalid here
    ...
}

关于你有另一个返回指针的函数的问题：

getPosition()需要使用malloc或其他一些内存分配函数。所以这样做非常好，如果您通常希望将结构中的值初始化为某些值，则可以理解。但是，请记住，即使您在其他函数中调用了malloc，当您使用它以防止内存泄漏时，您需要free内存。

要回答标题中的问题，无论何时将某些内容声明为指针，如果要使用它，都需要指出一些内容。如果您希望它指向一个新事物，您需要使用malloc()或相关函数动态分配它。

Answer 3

通常，在这些情况下使用malloc：

当你想动态分配内存时换句话说，当你不知道你需要多少内存时。或者当你不知道什么时候你不再需要它时。
当您想分配大量内存时：堆可能会变得非常大，但堆栈受到的限制更多。在堆栈上分配非常大的东西可能会导致堆栈溢出（嘿！这就是站点的名称！）。当然，这样的大小是特定于实现的，因此相当主观的短语“非常大”。
如果希望分配的内存可以从外部访问：如果程序的其他线程需要访问一块内存，那么在一个线程的堆栈上分配它将是一个坏主意，因为它可以在该线程移动时被覆盖，然后其他所有人都会看到损坏的内存。
可能还有其他一些案例。

Answer 4

好像你已经知道malloc是如何工作的，但我会试着回答你的问题。

每当你使用malloc时，只要确保在它上面放一个指针，这样你就可以操纵它（或释放它）。 malloc的优点在于它是动态的。您可以声明malloc的结构的链接列表（例如），而不是声明一个数组，并使用指针来跟踪它们。通过这种方式，您永远不会遇到诸如走出阵列之类的问题。相反，您可以动态地请求更多空间，并在以后需要时释放它。

Answer 5

如果您使用的是已知大小的结构，则不必使用malloc来分配内存，因为内存在不同的struct Position之间不可更改，但是，

如果在struct Position中，你有一个指向未知大小的指针，这取决于一些用户输入，那么你可以使用malloc来分配所需内存块的大小。

如果要分配struct Position数组，那么

currentPositionPtr = malloc(sizeof(struct Position)*neededSize);

完成后，您必须使用

删除内存

free (currentPositionPtr)

Answer 6

很难理解：

malloc（）只是从堆返回内存，用户进程负责通过调用FREE系统调用来释放这块内存。
当您在编码时知道，您需要处理固定数量的内存时，请说一个结构，一个数组，然后您可以使用局部变量和全局变量来满足进程的内存需求。

从您的查询中，当您必须处理malloc并作为结果指针时，您似乎感到困惑。

您需要一个指针来保存malloc系统调用分配的内存地址。
指针不一定指向malloc分配的内存，它可以是任何有效的内存，如：
```
 int a =2;
 int *ptr; 
 ptr = &a;
```

所以在这里，ptr指向内存位置未由malloc分配。

相反，你可以做到

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

在你的情况下，指针currentPositionPtr to struct可以指向全局/局部变量的地址，前提是内存地址在整个访问此指针时仍然有效。

我希望这会简化事情。

什么时候需要在指针上使用malloc分配动态内存？

6 个答案: