malloc如何获取比分配的字节数更多的数据

根据我对

malloc（）

的理解，它允许我们在运行时动态分配内存。下面是我正在研究的代码

#include<conio.h>
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<string.h>
void main() {
  char *description;
  clrscr();
  description = malloc(2*sizeof(char));
  strcpy(description,"Hello there!");
  printf("%s",description);
  free(description);
  printf("%s",description);
  getch();
}

#包括
#包括
#包括
#包括
void main（）{
字符*描述；
clrsc（）；
description=malloc（2*sizeof（char））；
strcpy（描述，“你好！”；
printf（“%s”，说明）；
免费（描述）；
printf（“%s”，说明）；
getch（）；
}

我的问题是，我要求系统在

malloc（）

函数中分配2个字节的内存。因此，当我尝试填充字符串

“您好！”

并打印相同的内容时，我应该只得到字符串的前两个字符作为输出，但我得到的是在输出中的

strcpy（）

函数中给出的整个字符串

---

同样，在我使用

free（）

函数之后，如果我再次尝试打印

description

，如果我没有错的话，我应该不会得到任何输出，但我仍然得到相同的字符串。也许你知道这是怎么回事。我使用Turbo C++编译器。

Malc分配2字节。这意味着从一个起点（malloc返回的起点）给我2个字节。 strcpy复制字符串“hello there！”中从描述中的地址开始的所有字节。这与分配无关，它只是复制字节。printf中的%s告诉printf查找以null结尾的字符串

free（）用于告诉内存管理器字节可以再次用于其他目的。它不会删除已经存在的数据

---

正如@Michael Foukarakis指出的，在未分配的内存中写入字节可能会导致未定义的行为。如果在语句之间未分配的内存中写入其他内容，则会中断

如果你放更多的数据，那么merory大小的beaviour将是不可预测的

没有任何东西会警告您的错误操作，但内存故障随时可能发生

description = malloc(2*sizeof(char));

您正在请求2字节的存储空间。如果成功，所有的内存

description

将指向您可以安全使用的内存

strcpy(description,"Hello there!");

您正在写入的内存超过了分配给

malloc

（证明：“你好！”的长度超过2），因此您的程序调用未定义的行为

printf("%s",description);
free(description);
printf("%s",description);

在调用未定义行为的程序中，上述三行都没有任何意义。他们的任何期望都是毫无根据和错误的

此外，尝试在

自由（描述）之后打印
描述所指向的字符串（假定为）
还调用未定义的行为。
函数
malloc（）
至少分配您请求的内存量，尽管它可能更大。然而，
malloc（）
提供的内存量并不是这里真正的核心问题

C编程语言是为速度和效率而设计的，这意味着其他语言所做的许多检查都没有完成。因此，您可以编写一个程序，它做了一些错误的事情，它仍然会在某些情况下工作，在其他情况下不工作

在C语言中，指针是内存位置的地址。C不检查地址是否为有效地址。C不会检查您尝试使用的内存量是否正确

这是你的程序的注释版本

#include<conio.h>
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<string.h>
void main() {
  char *description;   // create a variable that will contain the address of a character
  clrscr();
  // allocate an array of characters. the number of characters is 2 so this
  // will allocate a minimum size memory area that will hold 2 characters.
  // malloc() may round up the size or it may not but all you can count on
  // is 2 characters in size.
  description = malloc(2*sizeof(char));
  // copy a constant string to the memory location pointed to by the variable
  // description. the strcpy() function does not check on the limits of the
  // memory. after the malloc() is done there is no size information available
  // to strcpy() or any other of the C runtime library functions in the C Standard Library
  // this is copying 11 characters plus the end of string for a total of 12 characters
  // so to be correct the memory area pointed to by description should be at least
  // 12 characters however we know from the malloc() above it is guaranteed to
  // be only 2 characters so we are going past the memory area with this strcpy().
  strcpy(description,"Hello there!");
  // however we get lucky and it works anyway.
  printf("%s",description);
  // tell the memory allocation library that you are done with the memory and it
  // can be used for something else now. the pointer will probably still be good
  // for a while because the memory allocation, which gets its memory from the
  // operating system, does not normally give any freed memory back to the OS.
  // instead it normally just keeps it until the application terminates.
  // as long as this freed memory is not used for something else, more than
  // likely whatever you put there will remain there as is. however the moment
  // the memory is given to something else, the values will change.
  free(description);
  printf("%s",description);
  getch();
}

使用Visual Studio 2013并在调试模式下运行时，我会收到一条关于应用程序终止时内存被覆盖的警告。当我执行发布构建并运行它时，没有错误，我得到以下输出。正如您所看到的，
strcpy（）
函数只是复制了覆盖相邻内存的字符。看起来Visual Studio 2013编译器正在双字边界上对齐内存，以便在相邻内存区域中只能看到字符串的最后几个字符。Visual Studio填充了变量
array2[]
，以便分配的下一个变量位于双字边界上

Before
  array1
  array2
  array3
description Hello there!

After
  array1
  array2 Hello there!
  array3 ere!

如果我们将上述程序修改为以下内容：

#include<conio.h>
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<string.h>
void main() {
    char array1[12] = { 0 };
    char array2[2] = { 0 };
    char array3[12] = { 0 };
    char *description;
    int  *values;
    printf("Before\n  array1 %s\n", array1);
    printf("  array2 %s\n", array2);
    printf("  array3 %s\n", array3);

    description = &array2[0];
    strcpy(description, "Hello there!");
    printf("description %s\n", description);

    printf("\nAfter\n  array1 %s\n", array1);
    printf("  array2 %s\n", array2);
    printf("  array3 %s\n", array3);

    description = malloc(8 * sizeof(char));
    strcpy(description, "this");
    printf("\n\nMalloc\n  first description %p %s\n", description, description);
    free(description);

    values = malloc(1 * sizeof(int));
    *values = 0;
    printf("  pointer %p and value %d\n", values, *values);
    printf("  second description %p %s\n", description, description);

}

资源所有权原则

此示例演示了使用
malloc（）
和
free（）
时的两条规则

使用
malloc（）
分配所需的内存量，并且永远不要超过所请求的内存量。如果需要更多，请查看
realloc（）
函数

使用
free（）
释放内存区域后，切勿再次使用该指针值。一旦内存区域被释放，您就不再拥有它

当您使用
malloc（）
时，您将成为内存的所有者，但只拥有您请求的内存。当你使用
free（）
时，你放弃了对内存的所有权，你不应该再使用它，因为你不再拥有它。
你是在自食其果。传统的设计决策是，C语言允许你开枪打自己的脚。像C这样的系统语言必须允许你开枪打自己的脚。解决办法是不要这样做。更直截了当地说，C要求你知道你到底在做什么，对你不拥有的内存进行写入或读取总是未定义的行为。它有时似乎会起作用。它也会经常破裂。别这样，谢谢你，帕特里克！我想知道，即使在使用free（）函数将分配从描述中释放出来之后，如何仍能打印数据。free（）用于告诉内存管理器字节可以再次用于其他目的。它不会删除已经存在的数据谢谢。这就解释了我的疑问：）谢谢你解释得这么好，迈克尔。我确实是在打自己的脚。
#include<conio.h>
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<string.h>
void main() {
    char array1[12] = { 0 };
    char array2[2] = { 0 };
    char array3[12] = { 0 };
    char *description;
    int  *values;
    printf("Before\n  array1 %s\n", array1);
    printf("  array2 %s\n", array2);
    printf("  array3 %s\n", array3);

    description = &array2[0];
    strcpy(description, "Hello there!");
    printf("description %s\n", description);

    printf("\nAfter\n  array1 %s\n", array1);
    printf("  array2 %s\n", array2);
    printf("  array3 %s\n", array3);

    description = malloc(8 * sizeof(char));
    strcpy(description, "this");
    printf("\n\nMalloc\n  first description %p %s\n", description, description);
    free(description);

    values = malloc(1 * sizeof(int));
    *values = 0;
    printf("  pointer %p and value %d\n", values, *values);
    printf("  second description %p %s\n", description, description);

}

Before
  array1
  array2
  array3
description Hello there!

After
  array1
  array2 Hello there!
  array3 ere!


Malloc
  first description 00944B28 this
  pointer 00944B28 and value 0
  second description 00944B28