free在释放内存的时候，为什么不需要指定内存的大小？

free在释放内存的时候，为什么不需要指定内存的大小？

这个是学生前两天面大疆的时候，面试官提出的问题。

这个问题不难，比起malloc申请内存的过程要简单的多。

malloc在申请内存的时候，需要指定内存的大小，申请成功则返回这块内存的地址，但是free的时候，只需要指定释放的内存的起始地址，系统就知道从这个地址开始需要释放多少个字节。

 

char *ptr = (char *)malloc(128);
free(ptr);

原因也很简单，malloc在申请内存的时候，申请到的内存往往比我们需要的内存大，也就是在我们能使用的内存前面会多出一块内存存放头部信息，这个信息就包含了接下来这块内存的大小。

 

所以在释放内存的时候，只要根据我们提供的地址，向前再移动一些字节，就能知道需要释放的内存大小。

《unix环境高级编程》一书中也提到：

 

大多数实现所分配的存储空间比所要求的要稍大一些，额外的空间用来记录管理信息——分配块的长度，指向下一个分配块的指针等等。

当然，这个所谓的头部信息，不同的平台存放的内容也不太一样。

《C程序设计语言》这本书中就提到了一种结构：

 

union header_t
{
  struct 
  {
     unsigned size;
     union header_t *next; 
  };


  long align;
};

联合体中嵌套了结构体，结构体中包含了两个成员：一个是指向下一个头部的指针，一个表示堆内存的大小。

写个代码验证一下。

char *ptr = (char *)malloc(128);
memset(ptr - 16, 0, 16);
free(ptr);

先用malloc申请一块内存，然后从返回的地址开始，向前16个字节，全部清空成0，然后再用free释放内存。

编译没有问题，但是运行的时候，提示free出错。 这只是个演示代码，实际情况不一定是16个字节。

所以在写代码的时候，一定不要越界访问，一旦出了问题，很难去定位问题的出处。 






审核编辑：刘清