C语言中分配内存的函数是怎么写的？

Windows下的 malloc 原理就是调用 windows API 的各种内存管理函数申请内存并记录内存状态以便将来释放。

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DOS下的 malloc 原理就是调用申请内存的中断申请内存并记录内存状态以便将来释放。

UNIX 和 Linux 都有内存管理的系统调用，malloc 相当于给这些系统调用穿了一件

malloc（）工作机制

malloc函数的实质体现在，它有一个将可用的内存块连接为一个长长的列表的所谓空闲链表。调用malloc函数时，它沿连接表寻找一个大到足以满足用户请求所需要的内存块。然后，将该内存块一分为二（一块的大小与用户请求的大小相等，另一块的大小就是剩下的字节）。接下来，将分配给用户的那块内存传给用户，并将剩下的那块（如果有的话）返回到连接表上。调用free函数时，它将用户释放的内存块连接到空闲链上。到最后，空闲链会被切成很多的小内存片段，如果这时用户申请一个大的内存片段，那么空闲链上可能没有可以满足用户要求的片段了。于是，malloc函数请求延时，并开始在空闲链上翻箱倒柜地检查各内存片段，对它们进行整理，将相邻的小空闲块合并成较大的内存块。

malloc（）在操作系统中的实现

在 C 程序中，多次使用malloc () 和 free()。不过，您可能没有用一些时间去思考它们在您的操作系统中是如何实现的。本节将向您展示 malloc 和 free 的一个最简化实现的代码，来帮助说明管理内存时都涉及到了哪些事情。

在大部分操作系统中，内存分配由以下两个简单的函数来处理：

void *malloc (long numbytes)：该函数负责分配 numbytes 大小的内存，并返回指向第一个字节的指针。

void free(void *firstbyte)：如果给定一个由先前的 malloc 返回的指针，那么该函数会将分配的空间归还给进程的“空闲空间”。

malloc_init 将是初始化内存分配程序的函数。它要完成以下三件事：将分配程序标识为已经初始化，找到系统中最后一个有效内存地址，然后建立起指向我们管理的内存的指针。这三个变量都是全局变量：

//清单 1. 我们的简单分配程序的全局变量

int has_initialized = 0;

void *managed_memory_start;

void *last_valid_address;

如前所述，被映射的内存的边界（最后一个有效地址）常被称为系统中断点或者 当前中断点。在很多 UNIX? 系统中，为了指出当前系统中断点，必须使用 sbrk(0) 函数。 sbrk 根据参数中给出的字节数移动当前系统中断点，然后返回新的系统中断点。使用参数 0 只是返回当前中断点。这里是我们的 malloc 初始化代码，它将找到当前中断点并初始化我们的变量：

清单 2. 分配程序初始化函数

#include

void malloc_init()

{

last_valid_address = sbrk(0);

managed_memory_start = last_valid_address;

has_initialized = 1;

}

现在，为了完全地管理内存，我们需要能够追踪要分配和回收哪些内存。在对内存块进行了 free 调用之后，我们需要做的是诸如将它们标记为未被使用的等事情，并且，在调用 malloc 时，我们要能够定位未被使用的内存块。因此， malloc 返回的每块内存的起始处首先要有这个结构：

//清单 3. 内存控制块结构定义

struct mem_control_block {

int is_available;

int size;

};

现在，您可能会认为当程序调用 malloc 时这会引发问题 —— 它们如何知道这个结构？答案是它们不必知道；在返回指针之前，我们会将其移动到这个结构之后，把它隐藏起来。这使得返回的指针指向没有用于任何其他用途的内存。那样，从调用程序的角度来看，它们所得到的全部是空闲的、开放的内存。然后，当通过 free() 将该指针传递回来时，我们只需要倒退几个内存字节就可以再次找到这个结构。

在讨论分配内存之前，我们将先讨论释放，因为它更简单。为了释放内存，我们必须要做的惟一一件事情就是，获得我们给出的指针，回退 sizeof(struct mem_control_block) 个字节，并将其标记为可用的。这里是对应的代码：

清单 4. 解除分配函数

void free(void *firstbyte) {

struct mem_control_block *mcb;

mcb = firstbyte - sizeof(struct mem_control_block);

mcb-is_available = 1;

return;

}

如您所见，在这个分配程序中，内存的释放使用了一个非常简单的机制，在固定时间内完成内存释放。分配内存稍微困难一些。我们主要使用连接的指针遍历内存来寻找开放的内存块。这里是代码：

//清单 6. 主分配程序

void *malloc(long numbytes) {

void *current_location;

struct mem_control_block *current_location_mcb;

void *memory_location;

if(! has_initialized) {

malloc_init();

}

numbytes = numbytes + sizeof(struct mem_control_block);

memory_location = 0;

current_location = managed_memory_start;

while(current_location != last_valid_address)

{

current_location_mcb =

(struct mem_control_block *)current_location;

if(current_location_mcb-is_available)

{

if(current_location_mcb-size = numbytes)

{

current_location_mcb-is_available = 0;

memory_location = current_location;

break;

}

}

current_location = current_location +

current_location_mcb-size;

}

if(! memory_location)

{

sbrk(numbytes);

memory_location = last_valid_address;

last_valid_address = last_valid_address + numbytes;

current_location_mcb = memory_location;

current_location_mcb-is_available = 0;

current_location_mcb-size = numbytes;

}

memory_location = memory_location + sizeof(struct mem_control_block);

return memory_location;

}

这就是我们的内存管理器。现在，我们只需要构建它，并在程序中使用它即可.多次调用malloc（）后空闲内存被切成很多的小内存片段，这就使得用户在申请内存使用时，由于找不到足够大的内存空间，malloc（）需要进行内存整理，使得函数的性能越来越低。聪明的程序员通过总是分配大小为2的幂的内存块，而最大限度地降低潜在的malloc性能丧失。也就是说，所分配的内存块大小为4字节、8字节、16字节、 18446744073709551616字节，等等。这样做最大限度地减少了进入空闲链的怪异片段（各种尺寸的小片段都有）的数量。尽管看起来这好像浪费了空间，但也容易看出浪费的空间永远不会超过50%。

C 语言编写的程序如何知道运行时占了多少内存空间呢 ？

这与C语言自身无关，属于运行时操作系统的问题，应该借助于操作系统的进程内存分配去向操作系统查询。如果用C语言的内存管理函数去计算，会相当麻烦，而且计算方法随着操作系统平台的不同而变化。

如果是在Windows环境运行，可以使用Windows的API函数GlobalMemoryStatusEx，返回的结构中dwTotalVirtual的值与最大值之间的差，就是当前进程所占用的内存空间大小。

Linux中C语言处理动态内存分配的函数有那些？

动态内存分配即分配内存大小在运行时才确定，一般在堆中分配。C语言动态内存分配相关的函数。

malloc

#include stdlib.h

void * malloc (size_t size);

malloc的使用比较直接，一个成功的malloc调用返回分配的size大小的内存的指针。失败时返回NULL并将错误代码置为ENOMEM。

教材中经常出现的用法是将malloc返回的void指针进行强制内存转换然后赋给内存指针，其实是不必要的，在赋值时C语言是可以将void类型指针自动转换成对应的指针的。

calloc

#include stdlib.h

void * calloc (size_t nr, size_t size);

calloc可以分配nr个size大小的内存空间，一般用于一组struct结构体的分配。

那么calloc和malloc有什么区别呢？抛开nr参数不谈（malloc也可以将参数设置为nr*size达到一样的效果），最关键的区别是malloc分配的内存是不保证初始化的，而calloc会将分配的内存都初始化为0.

realloc

#include stdlib.h

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

realloc函数将ptr指向的内存空间重新分配大小为size并返回新的内存首地址。具体的实现，函数首先会尝试直接在已经分配的内存后进行padding，如果空间足够那么还是返回原来的地址，如果不够，则会寻找新的空间并malloc size个字节，之后再将原先的内容“搬家”到新的内存地址，所以函数的返回值可能和原指针相同，也可能不同。

另外，size参数如果是0，则该函数和free效果相同。如果ptr是NULL，函数的效果和malloc相同~

free

#include stdlib.h

void free (void *ptr);

释放前三个函数申请的内存空间。关于free最经典的问题就是内存泄露（memory leak）。所以，使用前三个分配函数分配的内存一定要记得free掉。

用c语言如何获取内存地址？

1、获得函数的地址

函数名实际上就是指针，所以可以通过强制类型转换来获取函数的地址。

int i = 0；

i = （int）main；

printf（“%d\n”，i);

这样我们就获取了main函数的地址了，其他的自定义的函数也是同样的道理啊。

2、获取变量地址

int variab = 0;

int addrvar = 0;

addrvar = (int)variab;

在变量addrvar中保存了变量variab的地址。

3、获得数组的地址

数组本身就是指针，它本身就是内存地址，和获得函数地址的方法一样啊。比如

int array[10];

int addrarr;

addrarr = (int)array;

本文题目：关于c语言查系统内存使用函数的信息
标题来源：http://chengdu.cdxwcx.cn/article/hoeedj.html