什么时候应该在C中使用malloc,什么时候不使用？

Question

我理解malloc()是如何工作的.我的问题是,我会看到这样的事情:

#define A_MEGABYTE (1024 * 1024)

char *some_memory;
size_t size_to_allocate = A_MEGABYTE;
some_memory = (char *)malloc(size_to_allocate);
sprintf(some_memory, "Hello World");
printf("%s\n", some_memory);
free(some_memory);

为简洁起见,我省略了错误检查.我的问题是,你不能通过初始化指向内存中某些静态存储的指针来做到这一点吗？也许:

char *some_memory = "Hello World";

在什么时候你真的需要自己分配内存而不是声明/初始化你需要保留的值？

Answer 1

char *some_memory = "Hello World";

正在创建一个指向字符串常量的指针.这意味着字符串"Hello World"将位于内存的只读部分中,您只需指向它.您可以将该字符串用作只读.您无法对其进行更改.例:

some_memory[0] = 'h';

是在惹麻烦.

另一方面

some_memory = (char *)malloc(size_to_allocate);

将char数组(变量)和some_memory指向分配的内存.现在这个数组都是读写的.你现在可以这样做:

some_memory[0] = 'h';

并且数组内容更改为"hello World"

Answer 2

对于这个确切的例子,malloc几乎没用.

需要malloc的主要原因是,您的数据必须具有与代码范围不同的生命周期.您的代码在一个例程中调用malloc,将指针存储在某处并最终在不同的例程中调用free.

第二个原因是C无法知道堆栈上是否有足够的空间用于分配.如果您的代码需要100%健壮,那么使用malloc会更安全,因为您的代码可以知道分配失败并处理它.

Answer 3

与静态声明(如hello world示例)相比,malloc是在运行时分配,重新分配和释放内存的绝佳工具,它们在编译时处理,因此无法更改大小.

因此,当您处理任意大小的数据(如读取文件内容或处理套接字)并且您不知道要处理的数据的长度时,Malloc始终是有用的.

当然,在像你给出的一个简单的例子中,malloc不是神奇的"正确工作的正确工具",但对于更复杂的情况(例如在运行时创建任意大小的数组),它是唯一的方法走.

Answer 4

如果您不知道需要使用的内存的确切大小,则需要动态分配(malloc).一个示例可能是用户在您的应用程序中打开文件.您需要将文件的内容读入内存,但当然您不会提前知道文件的大小,因为用户在运行时会在现场选择文件.所以基本上你需要malloc提前知道你正在使用的数据的大小.至少这是使用的主要原因之一malloc.在您的示例中,您已经知道编译时的大小(并且您不想修改它)的简单字符串,动态分配它没有多大意义.

稍微偏离主题,但是......你必须非常小心,不要在使用时造成内存泄漏malloc.考虑以下代码:

int do_something() {
    uint8_t* someMemory = (uint8_t*)malloc(1024);

    // Do some stuff

    if ( /* some error occured */ ) return -1;

    // Do some other stuff

    free(someMemory);
    return result;
}

你看到这段代码出了什么问题吗？malloc和之间有条件返回语句free.一开始看起来似乎还可以,但请想一想.如果出现错误,您将返回而不释放您分配的内存.这是内存泄漏的常见原因.

当然这是一个非常简单的例子,在这里很容易看到错误,但想象一下几百行代码乱七八糟的指针,mallocs,frees和各种错误处理.事情真的很快就会变得非常混乱.这是在适用的情况下我更喜欢现代C++而不是C的原因之一,但这是一个完整的主题.

因此,无论何时使用malloc,都要确保尽可能地记忆free.

Answer 5

char *some_memory = "Hello World";
sprintf(some_memory, "Goodbye...");

是非法的,字符串文字是const.

这将在堆栈上或全局分配一个12字节的char数组(取决于它声明的位置).

char some_memory[] = "Hello World";

如果要为进一步操作留出空间,可以指定数组的大小应该更大.(但请不要在堆栈上放1MB.)

#define LINE_LEN 80

char some_memory[LINE_LEN] = "Hello World";
strcpy(some_memory, "Goodbye, sad world...");
printf("%s\n", some_memory);

Answer 6

需要分配内存的一个原因是,如果要在运行时修改它.在这种情况下,可以使用堆栈上的malloc或缓冲区.将"Hello World"分配给指针的简单示例定义了"通常"在运行时无法修改的内存.