free在釋放內(nèi)存的時候，為什么不需要指定內(nèi)存的大小？

這個是學(xué)生前兩天面大疆的時候，面試官提出的問題。

這個問題不難，比起malloc申請內(nèi)存的過程要簡單的多。

malloc在申請內(nèi)存的時候，需要指定內(nèi)存的大小，申請成功則返回這塊內(nèi)存的地址，但是free的時候，只需要指定釋放的內(nèi)存的起始地址，系統(tǒng)就知道從這個地址開始需要釋放多少個字節(jié)。

char*ptr = (char *)malloc(128);
free(ptr);

原因也很簡單，malloc在申請內(nèi)存的時候，申請到的內(nèi)存往往比我們需要的內(nèi)存大，也就是在我們能使用的內(nèi)存前面會多出一塊內(nèi)存存放頭部信息，這個信息就包含了接下來這塊內(nèi)存的大小。

?

所以在釋放內(nèi)存的時候，只要根據(jù)我們提供的地址，向前再移動一些字節(jié)，就能知道需要釋放的內(nèi)存大小。

《unix環(huán)境高級編程》一書中也提到：

大多數(shù)實現(xiàn)所分配的存儲空間比所要求的要稍大一些，額外的空間用來記錄管理信息——分配塊的長度，指向下一個分配塊的指針等等。

當(dāng)然，這個所謂的頭部信息，不同的平臺存放的內(nèi)容也不太一樣。

《C程序設(shè)計語言》這本書中就提到了一種結(jié)構(gòu)：

union header_t
{
  struct 
  {
     unsigned size;
unionheader_t*next;
  };


  long align;
};

聯(lián)合體中嵌套了結(jié)構(gòu)體，結(jié)構(gòu)體中包含了兩個成員：一個是指向下一個頭部的指針，一個表示堆內(nèi)存的大小。

寫個代碼驗證一下。

char*ptr=(char*)malloc(128);
memset(ptr - 16, 0, 16);
free(ptr);

先用malloc申請一塊內(nèi)存，然后從返回的地址開始，向前16個字節(jié)，全部清空成0，然后再用free釋放內(nèi)存。

編譯沒有問題，但是運行的時候，提示free出錯。 這只是個演示代碼，實際情況不一定是16個字節(jié)。

所以在寫代碼的時候，一定不要越界訪問，一旦出了問題，很難去定位問題的出處。






審核編輯：劉清