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【C语言】free函数如何知道要释放多大空间

时间:2022-04-27 23:01:14

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【C语言】free函数如何知道要释放多大空间

一.malloc函数

C 库中有个函数void *malloc(size_t size),该函数作用为分配所需的内存空间,并返回一个指向它的指针。

参数:

size-- 内存块的大小,以字节为单位。

返回值:

返回一个指针 ,指向已分配大小的内存。如果请求失败,则返回 NULL。

二.free函数

C 库中有个函数void free(void *ptr),该函数作用为释放之前调用 calloc、malloc 或 realloc 所分配的内存空间。

参数:

ptr-- 指针指向一个要释放内存的内存块,该内存块之前是通过调用 malloc、calloc 或 realloc 进行分配内存的。如果传递的参数是一个空指针,则不会执行任何动作。

返回值:

该函数不返回任何值。

三.追踪已分配空间的大小

在这里你可能注意到,void free(void *ptr)参数中只需要传入一个指针参数,就可以释放掉所分配的内存,它是如何确定指针所指向的区域分配了多大的内存空间呢?为了完成释放任务,很多内存分配函数都会在一个称之为头部指针(header,或者称之为头块)的地方保存一些额外的信息,头部指针通常在放回的内存块之前。

举个例子,现在要申请一块20个字节的内存空间,有prt指针保存内存空间的首地址,那么代码可以简略地写成如下:

ptr=malloc(20)

那么在所返回给用户的指针ptr上,还有一小块内存用于保存该内存块的信息:

该头部指针至少会包含所分配的空间大小,还有一些其他的数据用来进行一些完整性的检查,假如一个简单的头部指针包含了如下东西:

typedef struct header_t{int size;int magic;}header_t;

那么头部指针的具体内容大概如下所示:

而用户在进行释放时,库会通过一些简单的指针运算得到头部指针的位置:

void free(void* ptr){header_t *hptr=(void*)ptr - sizeof(header_t);}

获得头部指针后,程序先检查下是否符合逾期的值,然后简单地运算下得出要释放的空间大小,进行内存释放。值得注意的是实际释放的空间是头部指针的大小+分配给用户使用的空间大小,而不是单纯地释放用户使用的那点内存空间。

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