malloc（0）返回什么？

Question

malloc(0)返回什么？ realloc(malloc(0),0)的答案是否相同？

#include<stdio.h>
#include<malloc.h>
int main()
{
        printf("%p\n", malloc(0));
        printf("%p\n", realloc(malloc(0), 0));
        return 0;
}

linux gcc的输出：

manav@manav-workstation:~$ gcc -Wall mal.c
manav@manav-workstation:~$ ./a.out
0x9363008
(nil)
manav@manav-workstation:~$

每次malloc(0)的输出都会不断变化。这是标准答案吗？除了学术研究之外，为什么有人会对获得这样的指针感兴趣？

修改

如果malloc(0)返回虚拟指针，那么后续工作原理如何：

int main()
{
    void *ptr = malloc(0);
    printf("%p\n", realloc(ptr, 1024));
    return 0;
}

修改

以下代码为每次迭代输出“可能”。为什么不能失败？

#include<stdio.h>
#include<malloc.h>
int main()
{

        int i;
        void *ptr;
        printf("Testing using BRUTE FORCE\n");
        for (i=0; i<65000; i++)
        {
                ptr = malloc(0);
                if (ptr == realloc(ptr, 1024))
                        printf("Iteration %d: possible\n", i);
                else
                {
                        printf("Failed for iteration %d\n", i);
                        break;
                }
        }
        return 0;
}

Answer 1

其他人已回答malloc(0)的工作原理。我会回答你提出的一个尚未回答的问题（我认为）。问题是关于realloc(malloc(0), 0)：

  

malloc(0)返回什么？ realloc(malloc(0),0)的答案是否相同？

标准说明了realloc(ptr, size)：

• 如果ptr为NULL，则其行为类似malloc(size)，
• 否则（ptr不是NULL），它将旧对象指针解除分配给ptr并返回指向新分配缓冲区的指针。但如果size为0，则C89表示效果等同于free(ptr)。有趣的是，我无法在C99草案（n1256或n1336）中找到该声明。在C89中，在这种情况下返回的唯一合理值是NULL。

所以，有两种情况：

• malloc(0)会在实施时返回NULL。然后，您的realloc()来电相当于realloc(NULL, 0)。这相当于上面的malloc(0)（在这种情况下是NULL）。
• malloc(0)返回非NULL。然后，该呼叫相当于free(malloc(0))。在这种情况下，malloc(0)和realloc(malloc(0), 0) 不等于
。

请注意，这里有一个有趣的案例：在第二种情况下，当malloc(0)成功时返回非NULL时，它仍可能会返回NULL来表示失败。这会产生如下调用：realloc(NULL, 0)，相当于malloc(0)，可能会或可能不会返回NULL。

我不确定C99中的遗漏是否属于疏忽，或者是否意味着在C99中，非realloc(ptr, 0) NULL的{​​{1}}不等同于ptr 。我刚刚使用free(ptr)尝试了此操作，上述内容相当于gcc -std=c99。

编辑：我想我明白你的困惑是什么：

让我们看一下示例代码中的代码段：

free(ptr)

上述内容与ptr = malloc(0); if (ptr == realloc(ptr, 1024)) 不同。在第二个中，malloc(0) == realloc(malloc(0), 1024)调用两次，而在第一个调用中，您将先前分配的指针传递给malloc()。

让我们先分析第一个代码。假设realloc()在成功时未返回malloc(0)，NULL具有有效值。执行ptr时，realloc(ptr, 1024)基本上会为您提供一个大小为1024的新缓冲区，realloc()将变为无效。符合要求的实现可以返回与ptr中已有的地址相同的地址。因此，您的ptr条件可能会返回true。 （请注意，在if之后查看ptr的值可能是未定义的行为。）

现在你问的问题是：realloc(ptr, 1024)。在这种情况下，我们假设LHS和RHS上的malloc(0) == realloc(malloc(0), 1024)都返回非malloc(0)。然后，他们保证是不同的。此外，LHS上NULL的返回值尚未malloc()，因此任何其他free()，malloc()或calloc()可能不会返回那个价值。这意味着，如果您将条件写为：

realloc()

您不会在输出中看到if (malloc(0) == realloc(malloc(0), 1024) puts("possible"); （除非possible和malloc()都失败并返回realloc()）。

NULL

在OS X上，我的代码在运行时没有输出任何内容。在Linux上，它打印#include <stdio.h> #include <stdlib.h> int main(void) { void *p1; void *p2; p1 = malloc(0); p2 = realloc(p1, 1024); if (p1 == p2) puts("possible, OK"); /* Ignore the memory leaks */ if (malloc(0) == realloc(malloc(0), 1024)) puts("shouldn't happen, something is wrong"); return 0; } 。

Answer 2

就C99而言，

malloc(0) 实施定义。

来自 C99 [第7.20.3节]

  

通过连续调用 calloc分配的存储顺序和连续性，   malloc和realloc函数未指定。如果分配则返回指针   适当地对齐成功，以便可以将其指定给指向任何类型对象的指针   然后用于在分配的空间中访问此类对象或此类对象的数组   （直到空间被明确解除分配）。分配对象的生命周期延长   从分配到解除分配。每个这样的分配都应该产生一个指针   对象与任何其他对象不相交。返回的指针指向开始（最低字节   地址）分配的空间。如果无法分配空间，则为空指针   回。 如果请求的空间大小为零，则行为是实施 -   定义：返回空指针，或者行为就像大小一样   非零值，但返回的指针不得用于访问对象。

Answer 3

在C89中，malloc（0）依赖于实现 - 我不知道C99是否已修复此问题。在C ++中，使用：

char * p = new char[0];

定义良好 - 你得到一个有效的非空指针。当然，如果不调用未定义的行为，就不能使用指针来访问它所指向的内容。

至于为什么存在这种情况，对于某些算法来说很方便，并且意味着您不需要使用零值测试来丢弃代码。

Answer 4

C99标准

  

如果空间无法分配，a   返回nullpointer。如果大小   要求的空间是零，   行为是实现定义的：   要么返回空指针，要么   行为就像大小一样   一些非零值，除了   返回的指针不得用于   访问一个对象。

Answer 5

comp.lang.c FAQ有the following说：

  

ANSI / ISO标准说它可能   做任何一个;行为是   实现定义（见问题   11.33）。可移植代码必须注意不要调用malloc（0），否则   为null的可能性做好准备   返回。

因此，最好避免使用malloc(0)。

Answer 6

见C99，第7.20.3节：

  

如果要求的空间大小是   零，行为是   implementationdefined：要么为null   返回指针，或行为   好像大小有点非零   值，但返回的除外   指针不得用于访问   对象

这对所有三个分配函数都有效（即calloc()，malloc()和realloc()）。

Answer 7

还有一点没人关心，在你的第一个程序中，长度为0的realloc与free是一样的。

来自Solaris手册页的

：

  

realloc()函数会更改指向的块的大小        到ptr到size个字节并返回指向（可能移动的）块的指针。内容将保持不变        较小的新旧尺寸。如果ptr为NULL，realloc()        对于指定的大小，行为类似于malloc()。如果size为0        并且ptr不是空指针，指向的空间是        但是，可供应用程序进一步分配        没有返回系统。内存返回系统        只有在申请终止时才会。

如果一个人不知道它可能是一个不好的惊喜（发生在我身上）。

Answer 8

我认为这取决于。 我检查了Visual Studio 2005源代码并在_heap_alloc函数中看到了这个：

if (size == 0)
    size = 1;

我认为在许多情况下，即使要求零字节，您也可能需要一个有效的指针。 这是因为这种一致的行为使得检查指针变得更容易，因为：如果你有一个非NULL指针就可以了;如果你有一个NULL指针，你可能有一个问题。 这就是为什么我认为大多数实现都会返回一个有效的指针，即使在请求零字节时也是如此。

Answer 9

  

如果malloc（0）返回虚拟指针，那么后续工作原理如何：

     

void *ptr = malloc(0);

     

printf("%p\n", realloc(ptr, 1024));

我不知道“虚拟指针”是什么意思。如果malloc(0)返回非NULL，则ptr是指向大小为零的内存块的有效指针。 malloc实现以特定于实现的方式保存此信息。 realloc知道（特定于实现）的方法，以确定ptr指向大小为零的内存块。

（malloc / realloc / free如何执行此操作是特定于实现的。一种可能性是分配比请求多4个字节并在内存块之前存储大小。在这种情况下，((int *)ptr)[-1]会给出内存块大小，即0。您不应该从代码中执行此操作，它仅供realloc和free使用。