对c语言中malloc和free函数的理解

　最近在复习c语言的时候再次用到了malloc函数和free函数，此处着讲解一下自己对这两个函数的理解和认识。

一. malloc函数和free函数的基本概念和基本的用法

对于malloc函数:

1. 包含的头文件:<mallloc.h> 或者<stdlib.h>

2. 函数的原型：void *malloc(unsigned int NumBytes);

3. 函数功能: 该函数分配了NumBytes个字节的内存空间，如果成功，则返回指向这块内存的指针（即这块存储区域的首地址）。如果分配失败，则返回一个空指针（NULL）（分配失败的原因往往有多种，例如内存空间不足）。

对于free函数：

1.包含的头文件:同malloc函数

2.函数原型 void free(void *ptr);

该函数无返回值。

3.函数功能:该函数通常与malloc在一起使用，用于释放malloc函数分配的内存空间。

函数用法示例：

#include<stdlib.h>
#include <stdio.h>
int main()
{
    int *p;
    int i = 2;
    p = (int*)malloc(sizeof(int));
    if(p)
    {
        printf("p的地址为%x！",p);

    }

    else
    {
        printf("分配失败!");

    }
    free(p);

}

　　

二.更具体的解释

对于malloc函数，其返回值的类型是void*,而void*在c语言中仅仅是用于存储地址，若对其进行赋值运算必须进行强制类型转换(void*可以转化成任意的指针类型)。一般使用完malloc函数后需要对其返回值进行检测，检测是否为空指针。分配成功后变量就获得相应的内存空间，至于内存空间是否是连续的是由操作系统所决定的；编译器只是向操作系统申请内存空间，具体如何分内存空间还是由操作系统来决定。

　而对于free函数，它释放了由malloc函数所分配的内存空间。那么，如何理解此处的"释放"呢?实际上malloc函数就是给指针一个合法的地址，并且该地址指向一个合法的内存空间。而对指针进行free后，之前分配的内存空间就"自由了"，即该内存空间又可以重新被操作系统所分配(既可能分配给本程序，也可能分配给其他程序)；而free后的指针仍然存在，其值还是刚刚分配的内存空间的地址，并不是0(并不是NULL)。所以free之后，通常要手动的将指针设置为NULL。此处可见下面的一个例子：

#include<stdlib.h>
#include <stdio.h>
int main()
{
    int *p;
    int i = 2;
    p = (int*)malloc(sizeof(int));
    if(p)
    {
        printf("p的地址为%x！",p);
        free(p);
        printf("free后p的地址为%x！",p);

    }

}

　　运行后，会发现两次输出的p的地址是相同的。至于free后的p所指向的值，既可能改变了，也可能没改变，因为它已经不受本程序控制，而由操作系统来决定；如果操作系统将其分给某个程序，且该程序给变了其值，那么它的值就变了。总结一下free函数，可简述为以下几点：

1.free只是释放了malloc所申请的内存，并不改变指针的值；

2.由于指针所指向的内存已经被释放，所以其它代码有机会改写其中的内容，相当于该指针从此指向了自己无法控制的地方，也称为野指针；

3.为了避免失误，最好在free之后，将指针指向NULL。

4.malloc后必须free，否则会造成内存泄漏。

最后，对于由malloc函数分配空间的变量，它们往往存储在堆里(是*p不是p，p作为变量的地址还是存在栈里)，而不是栈中，这点要注意。malloc申请的内存空间，也是从堆中申请，这样申请后的指针，就指向了堆中的某块内存。