我试图了解如何使用malloc在堆上分配内存，并且遇到了以下观察，我无法理解它背后的原因。如果有人可以解释，那将是很棒的。
首先，让我们看看我写的代码：
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
void print_int_heap(unsigned int *ptr, int len)
{
printf("PREV_SIZE: [%08x] SIZE: [%08x] MEM: [%08x] for INT malloc(%d)\n", *(ptr-2), *(ptr-1), ptr, len);
}
void print_char_heap(char *ptr, int len)
{
printf("PREV_SIZE: [%08x] SIZE: [%08x] MEM: [%08x] for CHAR malloc(%d)\n", *(ptr-2), *(ptr-1), ptr, len);
}
int main() {
unsigned int *ptr1 = malloc(20);
print_int_heap(ptr1, 20);
char *ptr2 = malloc(20)
print_char_heap(ptr2, 20);
return 0;
}
我得到的上述程序的输出是：
PREV_SIZE: [0x00000000] SIZE: [0x00000019] MEM: [0x0804b008] for INT malloc(20)
PREV_SIZE: [0x00000000] SIZE: [0x00000000] MEM: [0x0804b020] for INT malloc(20)
我可以理解int malloc的输出，但我不明白为什么char malloc的块大小值为0？
如果ptr是int*，*(ptr - 1)指的是sizeof(int)引用之前的ptr字节。这通常是在ptr之前的四个字节开始的32位数量。
类似地，如果它是char*，*(ptr - 1)在sizeof(char)引用之前引用ptr字节。 sizeof(char)总是1;通常，这将是ptr值之前的单字节中的8位数量。
这些显然是完全不同的事情。
顺便说一下，你被允许写ptr[-1]。但正如上面的分析所示，那真的不是你想要的。你想把ptr强制转换为指向你认为在ptr之前的对象的数据类型的指针，可能是uint32_t。
从技术上讲，这是所有未定义的行为，但是如果你的malloc实现在分配之前存储数据并且你知道该数据的类型，我会说它可以读取它。 （虽然盯着系统功能的内部数据总是有点粗鲁。）
请注意，并非所有malloc实现都做同样的事情。你可能会找到一个在其他地方或根本没有长度的地方。
对指针执行算术运算时，算术以指针指向的对象大小为单位进行。因此，使用char *ptr，ptr-1从ptr中的地址中减去1个字节。但是对于unsigned int *ptr，ptr-1从sizeof(int)的地址中减去了ptr。
因此，在您的两个函数中，您不会减去相同数量的字节来获取块的堆寄存数据。
此外，当您取消引用指针时，它只访问指针数据类型中的字节数。所以在print_int_heap()，*(ptr-1)返回unsigned int，而在print_char_heap()它返回一个char。
您应该只编写一个print_heap()函数，并将参数转换为调用者中的相应类型。
来自DENNIS M. RITCHIE的C编程语言书
malloc将根据需要从操作系统请求空间，而不是从已编译的固定大小的数组中分配。由于程序中的其他活动也可以在不调用此分配器的情况下请求空间，因此malloc管理的空间可能不是连续的。因此，它的免费存储空间被保存为一个空闲块列表。每个块包含一个大小，指向下一个块的指针以及空间本身。块按存储地址增加的顺序保存，最后一个块（最高地址）指向第一个块。 malloc（）返回的块看起来像
points to next free block | --------------------------------------- | | size | | --------------------------------------- | | |..address returned to the user (ptr-2) (ptr-1) ptr --> LSB MSB这里
void print_int_heap(unsigned int *ptr, int len) {
printf("PREV_SIZE: [%08x] SIZE: [%08x] MEM: [%08x] for INT malloc(%d)\n", *(ptr-2), *(ptr-1), ptr, len);
}
*(ptr-2)打印"next free block"中的值，如上图所示，*(ptr-1)打印"size"块内的值，即分配了多少内存，＆ptr打印用户返回的地址。请注意，这里ptr类型是unsigned int*所以*(ptr-2)意味着在2*sizeof(int)指向之前访问ptr字节的数据。
和这里
void print_char_heap(char *ptr, int len){
printf("PREV_SIZE: [%08x] SIZE: [%08x] MEM: [%08x] for CHAR malloc(%d)\n", *(ptr-2), *(ptr-1), ptr, len);
}
访问*(ptr-1)时
next free block (ptr-1)--> *(ptr-1) prints data from ? marked location. | | --------------------------------------- | | size |? | | --------------------------------------- | | |..address returned to the user ptr --> LSB MSB
ptr类型是char*意味着当你做*(ptr-1)时，它将在sizeof(char)点之前从ptr字节访问数据。
最好在动态分配内存时使用valgrind并确保没有发生内存泄漏的地方，只需运行即可
valgrind --leak-check=full -v ./your_exe
并分析valgrind的消息。例如，它可能显示类似的东西
==3193== Invalid read of size 4
==3193== at 0x8048459: print_int_heap
==3193== Invalid read of size 4
==3193== at 0x8048461: print_int_heap