浅谈c语言中的堆

操作系统堆管理器管理：

堆管理器是操作系统的一个模块，堆管理内存分配灵活，按需分配。
 大块内存：

　　堆内存管理者总量很大的操作系统内存块，各进程可以按需申请使用，使用完释放。
 程序手动申请&释放：

　　手工意思是需要写代码去申请malloc和释放free。
 脏内存：

　　堆内存也是反复使用的，而且使用者用完释放前不会清除，因此也是脏的。
 临时性：

　　堆内存只在malloc和free之间属于我这个进程，而可以访问。在malloc之前和free之后
      都不能再访问，否则会有不可预料的后果。

堆内存使用范例

(1)void *是个指针类型，malloc返回的是一个void *类型的指针，实质上malloc返回的是堆管理器分配给我本次申请的那段内存空间的首地址（malloc返回的值其实是一个数字，这个数字表示一个内存地址）。为什么要使用void *作为类型？主要原因是malloc帮我们分配内存时只是分配了内存空间，至于这段空间将来用来存储什么类型的元素malloc是不关心的，由我们程序自己来决定。

(2)什么是void类型。void类型不表示没有类型，而表示万能类型。void的意思就是说这个数据的类型当前是不确定的，在需要的时候可以再去指定它的具体类型。void *类型是一个指针类型，这个指针本身占4个字节，但是指针指向的类型是不确定的，换句话说这个指针在需要的时候可以被强制转化成其他任何一种确定类型的指针，也就是说这个指针可以指向任何类型的元素。

(3)malloc的返回值：成功申请空间后返回这个内存空间的指针，申请失败时返回NULL。所以malloc获取的内存指针使用前一定要先检验是否为NULL。

(4)malloc申请的内存时用完后要free释放。free(p);会告诉堆管理器这段内存我用完了你可以回收了。堆管理器回收了这段内存后这段内存当前进程就不应该再使用了。因为释放后堆管理器就可能把这段内存再次分配给别的进程，所以你就不能再使用了。

(5)再调用free归还这段内存之前，指向这段内存的指针p一定不能丢（也就是不能给p另外赋值）。因为p一旦丢失这段malloc来的内存就永远的丢失了（内存泄漏），直到当前程序结束时操作系统才会回收这段内存。

（6） malloc(0) malloc申请0字节内存本身就是一件无厘头事情，一般不会碰到这个需要。 如果真的malloc(0)返回的是NULL还是一个有效指针？答案是：实际分配了16Byte的一段内存并且返回了这段内存的地址。这个答案不是确定的，因为C语言并没有明确规定malloc(0)时的表现，由各malloc函数库的实现者来定义。

 　　malloc(4) gcc中的malloc默认最小是以16B为分配单位的。如果malloc小于16B的大小时都会返回一个16字节的大小的内存。malloc实现时没有实现任意自己的分配而是允许一些大小的块内存的分配。    malloc(20)去访问第25、第250、第2500····会怎么样 实战中：120字节处正确，1200字节处正确····终于继续往后访问总有一个数字处开始段错误了。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
 
 
int main(void)
{
    int *p = (int *)malloc(20);
    // 第二步：检验分配是否成功
    if (NULL == p)
    {
        printf("malloc error.\n");
        return -1;
    }
    
    *(p+3) = 12;
    *(p+300000) = 1234;
    printf("*(p+3) = %d.\n", *(p+3));
    printf("*(p+300000) = %d.\n", *(p+300000));        
    


/*
    int *p1 = (int *)malloc(4);        // p2-p1 = 0x10 = 16Byte
    int *p2 = (int *)malloc(4);

    printf("p1 = %p.\n", p1);        // p2-p1 = 0x10 = 16Byte
    printf("p2 = %p.\n", p2);
*/
    
/*
    int *p1 = (int *)malloc(0);
    int *p2 = (int *)malloc(0);

    printf("p1 = %p.\n", p1);        // p2-p1 = 0x10 = 16Byte
    printf("p2 = %p.\n", p2);
    */
/*
    // 需要一个1000个int类型元素的数组
    
    // 第一步：申请和绑定
    int *p = (int *)malloc(1000*sizeof(int));
    // 第二步：检验分配是否成功
    if (NULL == p)
    {
        printf("malloc error.\n");
        return -1;
    }
    
    // 第三步：使用申请到的内存
    //p = NULL;
    //p = &a;    // 如果在free之前给p另外赋值，那么malloc申请的那段内存就丢失掉了
                // malloc后p和返回的内存相绑定，p是那段内存在当前进程的唯一联系人
                // 如果p没有free之前就丢了，那么这段内存就永远丢了。丢了的概念就是
                // 在操作系统的堆管理器中这段内存是当前进程拿着的，但是你也用不了
                // 所以你想申请新的内存来替换使用，这就叫程序“吃内存”，学名叫内存泄漏
    *(p+0) = 1;
    *(p+1) = 2;
    printf("*(p+0) = %d.\n", *(p+0));
    printf("*(p+1) = %d.\n", *(p+1));                
                    
    *(p+222) = 133;
    *(p+223) = 222;                
                    
    
    // 第四步：释放
    free(p);
    p = NULL;
    
    printf("*(p+222) = %d.\n", *(p+222));
    printf("*(p+223) = %d.\n", *(p+223));
*/
    return 0;
}