Malloc Example

14 September 2014

###Example

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
int main()
{
	int len1, len2;
	char *p1, *p2, *p3;
	if((p1 = (char *)malloc(0)) == NULL)
	    puts("Got a null pointer");
	else
	   puts("Got a valid pointer");
	if((len1 = (strlen(p2 = (char *)malloc(0)))) == 0)
	    puts("Got a null pointer");
	else
	    puts("Got a valid pointer");
	if((len2 = sizeof(p3 = (char *)malloc(0))) == 4)
	    puts("Got a null pointer");
	else
	    puts("Got a valid pointer");
   return 0;
}

输出：

Got a valid pointer
Got a null pointer
Got a null pointer

###Example

#include <stdio.h>
int main()
{
	*(int *)0x0012ff7c = 0xaabb;
	printf("%x", *(int *)0x0012ff7c);    
	return 0;
}

输出

aabb

gcc无法修改指定地址。但是可以修改常量的地址值。

###Example

#include <stdio.h>
int main()
{
	unsigned int zero = 0;
	unsigned int compzero1 = 0xFFFF; /* incorrect assignment */
	unsigned int compzero2 = ~0; /* 1 is complement of zero */
	printf("%#X \n", zero);
	printf("%#X \n", compzero1);
	printf("%#X \n", compzero2);
	return 0;
}

问题：

char* ptr = malloc(0*sizeof(char));
if(NULL == ptr)       	printf("got a NULL pointer");
else      	printf("got a Valid pointer");

请问：上面的程序输出为什么？

在C99的标准里面解释到，如果给 malloc 传递 0 参数，其返回值是依赖于编译器的实现，但是不管返回何值，该指针指向的对象是不可以访问的。在VC6编译环境下，输出“got a Valid pointer”g++ 也是同样的结果。

但是我试图给该指针赋值，如：ptr = “a” ;编译器并没有给出任何错误和警告信息，接着，我再输出该值，printf(“ptr=%d/n”,*ptr) ;也可以正常输出。

但是当我用free(ptr) ;释放内存的时候，出现错误，为什么呢？下面是我看了网友经过讨论以后我比较认同的看法：

当malloc分配内存时它除了分配我们指定SIZE的内存块，还会分配额外的内存来存储我们的内存块信息，用于维护该内存块。因此，malloc（0）返回一个合法的指针并指向存储内存块信息的额外内存，我们当然可以在该内存上进行读写操作，但是这样做了会破坏该内存块的维护信息，因此当我们调用free(ptr)时就会出现错误。完整程序如下：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main()
{
 char *ptr ;
 ptr = malloc(0*sizeof(char)) ;
 
 if (NULL == ptr)
  printf("got a NULL pointer/n");
 else 
 {
  printf("got a Valid pointer/n");
  *ptr = "a" //此处为字符串。如果为"a"则加free(ptr)仍然没有问题。
  printf("the value at %X is:%c/n",ptr,*ptr);
  free(ptr) ;//if we did not add this statement ,the program can run //normnlly，or we will get  a runtime error.
 }
 return 0 ;
}

既然malloc另外分配内存来维护该内存块，也就是说分配来用于维护该内存块的内存的大小也是有限的，那么到底是多少呢？这和可能也依赖于实现，在VC6下，是56BYTE,下面是测试程序：

#include 
#include 
#include
int main()
{
 char *ptr ;
 ptr = (char*)malloc(0*sizeof(char)) ;
 
 if (NULL == ptr)
  printf("got a NULL pointer/n");
 else 
 {
  printf("got a Valid pointer/n");
  // 有56个a，另外有一个字节用于保存''/0'
  strcpy(ptr,"aaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaa"); 
  //printf("the value at %X is:%c/n",ptr,*ptr);
  printf("the string at %x is :%s/n",ptr, ptr);
 // free(ptr);
 }
 return 0 ;
}

此时我们没有把free（ptr）编译进来，同样会发生异常，程序输出很多个56个a,我暂时还不明白为什么？？？？？如果把free(ptr);编译进来，就会发生运行错误！通过上面的讨论和程序的验证，确实证明了网友和我的想法是正确的，也就是malloc(0)还会额外分配一部分空间（在VC6下是56字节）用于维护内存块。上面的程序在g++上运行正常。

关于这个问题的个人理解：

ptr = malloc(0*sizeof(char)) ; ptr是局部指针变量，存储在栈中，它的值是动态分配的一块堆中的空间的首地址所以说这个地址是合法的，但是由于malloc的大小是0，故这个这个地址指向的堆中的存储空间的大小是0，这个指针类似于一个野指针，可以使用的，但是是有风险的，因为不知道这个指针后面的内存空间被谁使用着，要是被核心进程使用，哪肯定会造成相应程序的崩溃
关于56个a的问题，我在本地测试是不存在的，我测试的是很多个都能打印出（用gcc测试）~
关于加上free后，程序会崩溃，我理解是由于在堆中并没有对应的空间分配到导致的~

其中，p中的地址是堆内的首地址？ —————————————————————

C99标准（ISO/IEC 9899:1999 (E)）上说：

If the size of the space requested is zero, the behavior is implementationdefined: either a null pointer is returned, or the behavior is as if the size were some nonzero value, except that the returned pointer shall not be used to access an object. 如果所请求的空间大小为0，其行为由库的实现者定义：可以返回空指针，也可以让效果跟申请某个非0大小的空间一样，所不同的是返回的指针不可以被用来访问一个对象。为什么 new T[0] 和 malloc(0) 不返回空指针首先需要说明的是，按照C++标准，成功的 new T[0] 是不能返回空指针的。而 malloc(0)，C 语言标准则指出，成功的时候可以返回空指针，也可以返回非空指针，多数库一般也选择了返回非空指针这种行为。

为什么这么做呢？

理念：0大小的对象也是对象。
实践：返回空会和分配失败混淆，尤其是大小是计算出来的时候，这时如果得到的是空指针，用户程序会误以为分配失败了。
实现：反正返回的地址不能读写，此时可以返回同一个固定的地址，并没什么额外开销。而且多数编译器，C和C++一起提供，C++库的new也用C库的malloc实现，使二者保持一致也比较省事。
不管返回的是不是空，都可以free的。

language 3

Malloc Example c malloc 的一些例子