为什么C标准库没有提供知道分配内存大小的功能？

Question

当通过调用malloc()动态分配一些内存时，操作系统会以某种方式在内部存储分配的内存量（以跟踪使用的内存等），因此我们只提供指向free()的指针'不再需要那个内存块了。

但是，我们cannot 以可移植且独立于操作系统/编译器的方式检索只有指针的大小。存在一些不可移植的方式，例如 Windows/Visual C 上的 _msize 或 glibc 中的 malloc_usable_size。因此，唯一的方法仍然是传播所有需要的大小以及相应的指针等，这很容易出错。

那么，问题是：为什么 C 标准开发人员决定不在标准中包含可移植函数？

附：问“为什么”可能是不恰当的，因为它通常至少在某种程度上涉及基于意见的事情，但在这里我相信这样做是有一些根本原因的。

Answer 1

没有技术问题阻止 C 标准委员会添加一个新的库函数来检索通过 malloc()、calloc()、realloc()、aligned_alloc()、@ 先前返回的有效指针可访问的字节数987654325@ 或任何类似功能。返回的数字不一定是最初传递给分配函数的大小，可以想象这个信息可能根本不可用，所以返回值0 表示该信息不可用。

尚未添加此类功能的原因可能是 C 标准委员会通常非常不愿意添加新功能。例如，strdup() 花了 30 多年的时间才最终进入 C 标准（它将成为下一个版本的一部分），尽管几十年来大多数 C 库中都提供了一致的实现。

对于之前没有由内存分配函数返回或已释放的任何指针，此函数将具有未定义的行为，就像free 或realloc。是否为NULL 定义是有争议的，但在这种情况下，0 的返回值似乎是合适的。如果大小未知，这对于不存储此信息的虚拟分配器是可能的，返回值0 也将指示这种情况。

这是来自 GNU lib C 中 malloc_usable_size 手册页的摘要：

姓名

malloc_usable_size - 获取从堆分配的内存块的大小

概要

   #include <malloc.h>
    
   size_t malloc_usable_size(void *ptr);

描述

malloc_usable_size() 函数返回ptr 指向的块中的可用字节数、指向malloc(3) 分配的内存块的指针或相关函数。

返回值

malloc_usable_size() 返回ptr 指向的已分配内存块中的可用字节数。如果ptr 是NULL，则返回0。

属性

多线程（参见pthreads(7)）：malloc_usable_size() 函数是线程安全的。

符合

这个函数是一个 GNU 扩展。

注意事项

由于对齐和最小大小限制，malloc_usable_size() 返回的值可能大于请求的分配大小。尽管应用程序可以覆盖多余的字节而不会产生不良影响，但这不是好的编程习惯：分配中多余的字节数取决于底层实现。

这个函数的主要用途是调试和自省。

另请参阅

malloc(3)

Answer 2

因为您可以获得指向未从malloc 和朋友返回的内容的指针。

int x = 10;
int * p = &x;

您正在谈论的函数必须确定p 是否从malloc 返回（可能很昂贵）。如果不是（在这种情况下），它就无法知道分配的空间量。如果你有一个指向 malloc 分配的指针，而不是 malloc 分配的确切指针，你也会遇到问题。

int * p = malloc(sizeof(int) * 10);
int * p2 = p + 5;

如果我询问p2 的大小，正确的结果是什么？

更一致的方法是在需要的地方传递尺寸。这使您可以处理地址，无论它们来自何处，包括某些内存块的偏移量（例如，数组，就像我在上面使用 p2 所做的那样）。