你怎么知道用 malloc() 分配多少空间？答案

【问题标题】：How do you know how much space to allocate with malloc()?你怎么知道用 malloc() 分配多少空间？
【发布时间】：2009-08-08 04:22:50
【问题描述】：

我是一个 C 新手，我来自 C#。我一直在学习内存管理和malloc() 函数。我也遇到过这段代码：

char *a_persons_name = malloc(sizeof(char) + 2);

我不明白这是为a_persons_name 分配了多少空间。它是分配2个字符（例如AB）还是其他？

我还知道，您有时可以通过malloc 获得“幸运”并使用未分配的空间（这可能导致数据损坏和段错误）。那么我如何知道我分配了多少空间以及需要多少空间？

【问题讨论】：

标签： c memory-management malloc char sizeof

【解决方案1】：

sn-p 为 2 个字符的名称分配了足够的空间。

通常，字符串缓冲区将从某个地方填充，即 I/O。如果事先不知道字符串的大小（例如从文件或键盘读取），通常使用以下三种方法之一：

为任何给定字符串定义最大大小，分配该大小 + 1（用于空终止符），最多读取那么多字符，如果提供的字符过多，则错误或盲目截断。不是非常用户友好。
分阶段重新分配（最好使用几何级数，例如加倍，以避免二次行为），并继续阅读直到到达终点。编码不是很容易。
分配一个固定大小并希望它不会被超过，并且当这个假设失败时会可怕地崩溃（或被拥有）。易于编码，易于破解。例如，请参阅标准 C 库中的 gets。（切勿使用此功能。）

【讨论】：

为什么所有分配足够空间的方法都很糟糕？有没有简单的方法！
字符串是 C 语言中最破碎的部分。我建议编写一个伪 OO 'StringBuilder' 结构或类似结构，并创建例如StrBufPrintf、StrBufGets、StrBufScanf 等来集中这些操作。标准 C 库没有多大帮助。 C++ 稍微好一些，因为您通常有 10 种不同的字符串类可供选择，每个使用的不同框架都有一个。是的，我在讽刺。
简单的方法是（1）使用字符串是基本类型的语言； (2) 使用提供字符串行为的库；或 (3) 学习您正在使用的语言。如果你不想学习如何使用这些工具，你为什么还要尝试。找另一种更适合你的语言（我不是想在这里侮辱，只是务实）。
当然，只要您自己构建适当的抽象，字符串在 C 中是很容易的。但作为一个语言设计者和实现者，我相信 C 几乎单枪匹马地为数百万甚至数十亿美元的损失负责，因为它对字符串的处理特别弱。

【解决方案2】：

嗯，首先，sizeof(char) 始终为 1，因此您可以只使用 malloc(3)。

您在其中分配的空间足以容纳三个字符。但请记住，您需要一个用于 C 字符串的空终止符。

你往往会找到类似的东西：

#define NAME_SZ 30
: : :
char *name = malloc (NAME_SZ+1);

为名称和终止字符获得足够的存储空间（请记住，字符串“xyzzy”在内存中存储为：

+---+---+---+---+---+----+
| x | y | z | z | y | \0 |
+---+---+---+---+---+----+

有时使用非基于字符的数组，您会看到：

int *intArray = malloc (sizeof (int) * 22);

这将为 22 个整数分配足够的空间。

【讨论】：

（类型和方便）int *intArray = malloc(sizeof(*intArray) * 22);
"好吧，首先，sizeof(char) 总是 1" FALSE。 C 指定 1 个字节作为 char 大小的 LOWER BOUNDS。实际大小取决于架构和编译器。在一些更晦涩的架构中，char 是 16 位。
不，实际上，sizeof(char) 总是 1.来自 c1x，“6.5.3.4 sizeof 运算符”，第 3 段：当应用于具有类型的操作数时char、unsigned char 或 signed char（或其限定版本）结果为 1。
更多细节请参见stackoverflow.com/questions/1535131/…：C 标准定义字节为可寻址单元，但它不一定是 8 位字节（八位字节）。

【解决方案3】：

malloc() 将分配一块内存，如果成功则返回指向该内存的指针，如果不成功则返回 NULL。内存块的大小由malloc 的参数指定，以字节为单位。

sizeof 运算符以字节为单位给出其参数的大小。

char *someString = malloc(sizeof(char) * 50)

这将为不包括 NULL 字符的 49 个字符的字符串（C 样式的字符串必须以 NULL ('\0') 字符终止）分配足够的空间，并将 someString 指向该内存。

看起来您问题中的代码应该是malloc(sizeof(char) * 2);，因为sizeof(char) + 2 没有意义。

请注意，sizeof(char) 保证始终等于 1（字节）——但其他类型（如 long）的内存表示可能因编译器而异。

如果您尝试在已分配的内存之外进行读/写，那么您对动态分配的内存感到（不）幸运。

例如，

char *someString = malloc(10);
strcpy(someString, "Hello there, world!");
printf("%s\n", someString);

第一行为 9 个字符和一个 NULL 字符分配了足够的空间。
第二行尝试将 20 个字符（19 + NULL）复制到该内存空间中。这会超出缓冲区，并可能导致一些非常机智的事情，例如覆盖相邻的内存或导致段错误。

第三行可能会起作用，例如，如果在 someString 旁边分配了内存，并且“Hello there, world!”跑进那个内存空间，它可能会打印你的字符串加上下一个内存空间中的任何内容。如果第二个空格被 NULL 终止，它就会停止——除非它不是，在这种情况下它会跑掉并最终出现段错误。

这个例子是一个非常简单的操作，但是很容易出错。 C 很棘手——要小心。

【讨论】：

【解决方案4】：

您对malloc 的调用将分配3 个字节的内存。 sizeof(char) 是 1 个字节，明确指出 2 个字节。这为您提供了足够的空间来容纳大小为 2 的字符串（以及终止字符）

【讨论】：

【解决方案5】：

这将分配三个字节； 1 表示 sizeof(char)，再加上 2。只是断章取义地看到那条线，我无法知道为什么它会以这种方式分配，或者它是否正确（对我来说看起来很可疑）。

您需要分配足够的内存来容纳您需要放入其中的任何内容。例如，如果您要分配内存来保存字符串，则需要分配足够的内存来保存预期的最长字符串以及一个用于终止 null 的字节。如果您正在处理 ASCII 字符串，这很容易：每个字符一个字节加一个。如果您使用的是 unicode 字符串，事情会变得更加复杂。

【讨论】：

【解决方案6】：

第一点 - 永远不要将绝对数字放在 malloc 的参数中，始终使用 sizeof 和倍数是一个好习惯。如上所述，为某些类型分配的内存因编译器和平台而异。为了保证为 'blob' 类型的数组提供足够的空间，最好使用如下内容：

blob *p_data = malloc(sizeof(blob) * length_of_array);

这样，无论类型是什么，无论它在内存中看起来如何，您都会得到完全正确的数量。

其次，段错误等。 C 作为一种低级语言，没有边界检查。这意味着没有什么可以检查您正在查看的索引实际上不在数组中。实际上，即使它不属于您的程序，它也不会阻止您在任何地方访问内存（尽管您的操作系统可能，这就是段错误）。这就是为什么每当你在 C 中传递一个数组时，你也需要传递它的长度，以便接收数组的函数知道它有多大。不要忘记“数组”实际上只是指向第一个元素的指针。这在传递字符串时非常无用 - 每个字符串参数都会变成两个参数，因此使用了作弊。任何标准 C 字符串都以 NULL 结尾。字符串中的最后一个字符应该是 ASCII 值 0。任何字符串函数都沿着数组工作，直到它们看到然后停止。这样他们就不会超出阵列，但如果由于某种原因它不存在，他们会。被理解了

strlen("Hello")

是 5，但要存储它，您还需要一个字符。例如：

const char str1 = "Hello";
char *str2 = malloc(sizeof(char) * (strlen(str1) + 1));
strcpy(str2, str1);

是的，sizeof(char) 是不必要的，因为它被定义为 1，但我发现它更清晰，这绝对是一个好习惯。

【讨论】：

1) 不同意“最好使用这样的东西：”p_data = malloc(sizeof(blob) * length_of_array);p_data = malloc(sizeof *p_data * length_of_array);，因为它不依赖于正确编码类型并在代码更改时保持正确。 2) 用法示例：str2 = malloc(sizeof *str2 * (strlen(str1) + 1));