Question

我是C的初学者。我想知道，malloc是如何工作的。这是一个示例代码，我在试图理解它的工作时写了。

CODE：

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
int main() {
  int i;
  int *array = malloc(sizeof *array);
  for (i = 0; i < 5; i++) {
    array[i] = i+1;
  }
  printf("\nArray is: \n");
  for (i = 0; i < 5; i++) {
    printf("%d ", array[i]);
  }
  free(array);
  return 0;
}

输出：

Array is: 
1 2 3 4 5

在上面的程序中，我只为1个元素分配了空间，但现在该数组包含5个元素。因此，当程序顺利运行而没有任何错误时，realloc()的目的是什么。

有人可以解释原因吗？

提前致谢。

Answer 1

程序运行顺利并不意味着它是正确的！尝试在某种程度上增加for循环中的5（例如，500000就足够了）。在某些时候，它将停止工作，为您提供SEGFAULT。

这称为未定义行为。

valgrind也会警告您有关以下内容的问题。

==16812== Invalid write of size 4
==16812==    at 0x40065E: main (test.cpp:27)

如果你不知道valgrind是什么，请查看：How do I use valgrind to find memory leaks?。（顺便说一下，它是一个很棒的工具）
这有助于您提供更多说明：Accessing unallocated memory C++

Answer 2

这是典型的undefined behavior（UB）。

您不能像这样编码。作为一个初学者，认为这是一个错误，一个错误，一个罪恶，一些非常肮脏的东西等。

有人可以解释原因吗？

如果您需要了解真正正在发生什么（并且细节很复杂），您需要深入了解您的实施细节（而且您并不想）。例如，在Linux上，您可以学习C标准库，内核，编译器等的源代码。您需要了解编译器生成的机器代码（所以使用GCC编译时gcc -S -O1 -fverbose-asm获取.s汇编程序文件。）

另请参阅this（其中包含更多参考资料）。

尽快阅读Lattner的博客What Every C programmer should know about undefined behavior。每个人都应该阅读它！

关于UB最糟糕的事情是，遗憾的是，有时，它出现到＆＃34;工作＆＃34;就像你想要的那样（但事实上并非如此）。

尽可能快地学习以系统地避免UB。

顺便说一下，启用编译器中的所有警告可能会有所帮助（但在您的特定情况下可能不会）。如果使用GCC，请习惯使用gcc -Wall -Wextra -g进行编译。

请注意，您的程序没有任何数组。 array变量是指针（不是数组），因此命名非常糟糕。您需要阅读有关指针和C dynamic memory allocation的更多信息。

 int *array = malloc(sizeof *array); //WRONG

非常错误。名称array的选择非常糟糕（它是一个指针，而不是一个数组;你应该花几天时间阅读有什么区别 - 以及＃34;数组如何衰减成指针＆＃34;意思是）。您分配的sizeof(*array)与sizeof(int)完全相同（通常至少4个字节，至少在我的机器上）。因此，您只为一个 int元素分配空间。除此之外的任何访问（即具有任何甚至小的正索引，例如array[1]或array[i]且具有一些正i）都是undefined behavior。你甚至不能测试malloc（可以发生）的失败。

如果你想为（{比如说）8 int - s分配内存空间，你应该使用：

int* ptr = malloc(sizeof(int) * 8);

当然你应该检查失败，至少：

if (!ptr) { perror("malloc"); exit(EXIT_FAILURE); };

你需要初始化那个数组（你的内存包含不可预测的垃圾），例如

for (int i=0; i<8; i++) ptr[i] = 0;

或者您可以使用

清除所有位（在我知道的所有机器上具有相同的结果）

memset(ptr, 0, sizeof(int)*8);

请注意，即使在成功执行此类malloc（或失败的sizeof(ptr)之后，您总是malloc相同（在我的Linux / x86-64框中，它是8个字节），因为它是指针的大小（即使你int - 为一百万#define MY_ARRAY_LENGTH 8 - s的内存区域。

实际上，当您使用C dynamic memory allocation时，您需要知道常规该指针的已分配大小。在上面的代码中，我在几个的地方使用了8个，这样的风格很差。至少

会更好

MY_ARRAY_LENGTH

并使用8，而不是int* ptr = malloc(MY_ARRAY_LENGTH*sizeof(int));，从

开始

expectedDate = [int(i) for i in (input().split(" "))]
actualDate = [int(i) for i in (input().split(" "))]

在实践中，分配的内存通常具有运行时定义的大小，并且您将保留大小的某个位置（在变量，参数等中......）。

研究一些现有免费软件项目的源代码（例如在github上），您将学习非常有用的东西。

还阅读（可能在一两周内）flexible array members。有时它们非常有用。

Answer 3

因此程序运行顺利，没有任何错误

那只是因为你很幸运。继续运行此程序，您可能很快就会出现段错误。您依赖未定义的行为（UB），这总是一件坏事。

realloc()的目的是什么？

从手册页：

void *realloc(void *ptr, size_t size);

realloc（）函数改变指向的内存块的大小通过ptr来调整字节大小。内容将在该范围内保持不变从该地区的起点到新旧规模的最小值。如果新尺寸大于旧尺寸，则添加记忆不会被初始化。如果ptr为NULL，则对于所有size值，调用等效于malloc（size）;如果大小相等零，并且ptr不为NULL，则调用等效于free（ptr）。除非ptr为NULL，否则它必须由a返回之前调用malloc（），calloc（）或realloc（）。如果指向的区域被移动，则完成免费（ptr）。

在C中使用malloc

3 个答案: