10.3 关于动态存储的函数

众所周知，构成链表结构的每一个节点，是在需要时由系统自动分配存储的，即在需要时才开辟一个节点的存储单元。C语言编译系统是如何动态地开辟和释放存储单元的呢？在C语言的库函数中有以下有关函数。

考点4 malloc（）函数

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考点4 偏难，属于重点理解内容。在选择题中考核概率为40%。在操作题中，主要以修改题的形式进行考查，考核概率为10%。

ANSIC标准规定 malloc（）函数返回值的类型为 void*。

函数的调用形式为：

malloc（size）

其中，size的类型为unsigned int。

功能：malloc（）函数用来分配size个字节的存储区，返回一个指向存储区首地址的基类型为void的地址。若没有足够的内存单元供分配，则函数返回空（NULL）。

在ANSIC中，malloc（）函数返回的地址为void*（无值型），所以在调用函数时，必须利用强制类型转换将其转换成所需的类型。此处括号中的*号不可少。

由动态分配得到的存储单元没有名字，只能靠指针变量来引用它。一旦指针改变指向，原存储单元及所存数据都将无法再引用。通过调用malloc（）函数所分配的动态存储单元中没有确定的初值。

一般情况下，若不能确定数据类型所占字节数，可以使用sizeof运算符来求得。这是一种常用的形式，它由系统来计算指定类型的字节数。

真题精选

【例1】有以下程序：

＃include＜stdio.h＞

＃include＜stdlib.h＞

int fun（int n）

｛ int *p；

p =（int *）malloc（sizeof（int））；

*p = n；

return *p；

｝

main（）

｛ int a；

a = fun（10）；

printf（＂% d\n＂，a + fun（a））；

｝

程序的运行结果是（　　）。

A.0　　　　B.10　　　　C.20　　　　D.出错

【答案】C

【解析】分配内存空间函数malloc（）的调用形式：（类型说明符*）malloc（size）。其功能是在内存的动态存储区中分配一块长度为“size”字节的连续区域，函数的返回值为该区域的首地址。“类型说明符”表示把该区域用于何种数据类型。

【例2】下列给定程序中已建立一个带头节点的单向链表，链表中的各节点按节点数据域中的数据递增有序链接。函数fun（）的功能是：把形参 x的值放入一个新节点并插入链表中，使插入后各节点数据域中的数据仍保持递增有序。

请在标号处填入正确的内容，使程序得出正确的结果。

注意：部分源程序给出如下。不得增行或删行，也不得更改程序的结构。

试题程序

＃include ＜stdio.h＞

＃include ＜stdlib.h＞

＃define N 8

typedef struct list

｛ int data；

struct list *next；

｝SLIST；

void fun（SLIST *h，int x）

｛ SLIST *p，*q，*s；

s=（SLIST *）malloc（sizeof（SLIST））；

s-＞data=【1】；

q=h；

p=h-＞next；

while（p！=NULL && x＞p-＞data）｛

q=【2】；

p=p-＞next；

｝

s-＞next=p；

q-＞next=【3】；

｝

SLIST *creatlist（int *a）

｛ SLIST *h，*p，*q；int i；

h = p =（SLIST *）malloc（sizeof （SLIST））；

for（i=0；i＜N；i++）

｛ q =（SLIST *）malloc（sizeof （SLIST））；

q-＞data=a[i]；p-＞next=q；p=q；

｝

p-＞next=NULL；

return h；

｝

void outlist（SLIST *h）

｛ SLIST *p；

p=h-＞next；

if（p==NULL）

printf（＂\nThe list is NULL！\n＂）；

else

｛ printf（＂\nHead＂）；

do ｛printf（＂-＞% d＂，p-＞data）；

p=p-＞next；｝while（p！=NULL）；

printf（＂-＞End\n＂）；

｝

｝

main（）

｛ SLIST *head；int x；

int a[N] =｛11，12，15，18，19，22，25，29｝；

head=creatlist（a）；

printf（＂\nThe list before inserting：\n＂）；

outlist（head）；

printf（＂\nEnter a number：＂）；

scanf（＂% d＂，&x）；

fun（head，x）；

printf（＂\nThe list after inserting：\n＂）；

outlist（head）；

｝

【答案】【1】x 【2】p 【3】s

【解析】本题考查：malloc（）函数；链表的基本操作。了解链表的基本思想和相关算法，理解有关链表插入及删除时指针移动的先后顺序问题，注意指针的保存和归位。

标号【1】：将形参x赋值给节点的数据域。

标号【2】和标号【3】：将新的节点和原有链表中的节点进行比较。

考点5 free（）函数

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考点5 偏难，属于重点理解内容。考核概率为 10%。在操作题中，主要以修改题的形式进行考查，考核概率为10%。

函数原型为：

void free（void *p）；

该函数的功能是释放由 p所指向的那段内存空间，使这段存储空间能为他用。p是最近一次调用malloc（）或calloc（）函数时返回的值。

注意：free（）函数无返回值。

常见问题

为什么对于曾经使用动态存储来进行分配的指针变量，要在程序结束前，全部用free（）函数释放？

因为在程序结束前，全部用free（）函数释放可以节约内存，同时要保证内存的安全管理。

真题精选

以下程序的输出结果是（　　）。

＃include ＜stdio.h＞

void fut（int **s，int p[2][3]）

｛**s=p[1][1]；｝

main（）

｛ int a[2][3] =｛1，3，5，7，9，11 ｝，*p；

p=（int *）malloc（sizeof（int））；

fut（&p，a）；

printf（＂% d\n＂，*p）；

free（p）；

｝

A.1　　　　B.7　　　　C.9　　　　D.11

【答案】C

【解析】函数fut（）中，形参s是一个指向指针的指针，它接受一个基类型为int的指针的地址；p是一个行指针，它可以指向一个二维数组的起始行，此二维数组每行只能有3个元素。在fut（）函数的语句＂**s=p[1][1]；＂中，可知p [1][1]的值为9。在主函数中，定义p是一个基类型为int的指针，通过调用malloc（）函数，在内存中分配了一个int类型的存储单元，并把其地址赋给了p，使它指向此存储单元。调用语句＂fut（&p，a）；＂，把指针p的地址传给了形参s，使s指向了指针p。在fut（）函数中，语句＂**s=p[1][1]；＂赋值号的左边，s中放的是主函数中指针p的地址，**s则代表主函数中指针p所指动态分配的存储单元；＂**s=p[1][1]；＂就是把9赋给此动态存储单元。主函数中printf中的输出项是*p，即输出p所指动态存储单元中的值。输出结果为9。总结：malloc（）函数是在程序运行、调用该函数时，在内存开辟指定字节的存储单元。malloc（）函数返回一个void类型的地址值，因此，若要把此地址赋给基类型为int的指针pi就必须进行强制类型转换，如pi=（int*）malloc（sizeof（int）），而不能直接写成pi=malloc（sizeof（int））。同理，若要把此地址赋给基类型为double的指针pd，就应当写成pd=（double*）malloc（sizeof（double））。强制类型转换时不能把*号丢掉，如把调用语句写成（int）malloc（sizeof （int）），以至要求把指针类型转换为整型，这是不允许的。