初步理解malloc与指针

malloc

void* malloc (size_t size);

分配 size 字节大小的空间，返回该空间首部的地址。

新分配的空间上的内容没有被初始化，仍然具有不确定的值。

如果 size 的大小为0，返回值取决于特定的库的实现（有可能是空指针，也有可能不是），但是返回的地址不应该被解引用。

分配成功返回首地址，分配失败返回NULL

头文件：<stdlib.h>

https://cplusplus.com/reference/cstdlib/malloc/?kw=malloc

为什么要有malloc？

malloc 和指针密切相关，我们知道指针是指向地址的变量，比如说有以下代码

#include <stdio.h>
int main(void)
{
	int n = 0;
	int* p = &n;
	return 0;
}

内存中有个变量是 n，它的值为0，内存中还有个变量是 p，它的值为 n 的地址。注意，指针变量本身也在内存中占据一块空间，你可以再定义一个变量 p2 来指向这个指针的地址，这个变量 p2 就是所谓的二级指针，即指针的指针，你可以一直套下去，三级指针，四级指针…

#include <stdio.h>
int main(void)
{
	int n = 0;
	int* p = &n;
	int** p2 = &p;
	return 0;
}

那么为什么需要 malloc 呢？

道理很简单，指针变量的值是地址，地址对应着一块空间，没有空间，指针就不知道指向哪里，于是 malloc 起作用了，malloc可以分配一块空间，使指针指向这块空间开头的地址。并且，对于指针我们常常还伴有解引用操作，去操作某个地址上的值，如果这个地址不明确，这个指针不知道指向哪里，我们就没办法完成解引用的操作。

如果指针变量的值不是一个确定空间的地址，那么它就是野指针，我们要尽量避免野指针。

我在学习链表的过程中使用 malloc 时常常对以下代码感到困惑

	LNode* p;
	p->data = 100;

这样的代码是错误，p 是一个链表结点指针，你想要让 p->data 的值为100，可 p 根本不知道指向哪里，它就是个野指针，你再对这个不知道指向哪里的 p 进行操作，这当然不可以。我们需要让 p 指向一个实实在在的地方。

	//方式一
	LNode n;
	LNode* p = &n;
	p->data = 100;
	//方式二
	LNode* p = (LNode*)malloc(sizeof(LNode));
	p->data = 100;

方式一是定义一个结点变量 n，系统会自动给它开辟空间，方式二是我们用 malloc 开辟一块空间，不管怎样，我们都是为了让指针指向一块确定的空间

其实上面的代码就和下面的代码一样

#include <stdio.h>
int main(void)
{
	int* n;
	*n = 1;
	return 0;
}

同样的问题，n 不知道指向哪里

free

void free (void* ptr);

free 与 malloc 函数是配对使用的

首先一定要保证 free 函数中的参数 ptr 是指向 malloc 开辟的空间

其次，free 过后，ptr 可能仍然指向原来的地址，所以我们一般还需要令 ptr = NULL;

free 过后，我们就不能再使用这个 ptr 了，即使它仍指向原来的地址

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