指针元信息

Question

realloc()的一个有趣的特性是，它不知何故知道您的数据在复制或扩展分配的内存时是多长时间。

我读到，所发生的事情是，在幕后存储了一些有关指针的元信息(其中包含指针分配的内存大小)，通常在指针指向的地址之前(当然，取决于实现)。

所以我的问题是，如果存储了这样的数据，为什么不通过API公开，比如C字符串，就不需要寻找\0来知道字符串的结尾了。

还有其他数百种用途。

Answer 1

正如您自己说的，它取决于标准库的内存管理器的实现。

C没有这类功能的标准，可能是因为一般来说C设计得很简单(但也提供了很多功能)。

尽管如此，除了用于调试内存分配的功能之外，这类功能并没有多大用处。

有些编译器是提供这种类型的功能 (特别是内存块大小)，但是很明显，它只用于调试。

编写自己的内存管理器，允许您完全控制分配，甚至对其他库组件进行假设，这并不少见。正如您所提到的，您的实现可以将分配的大小存储在某个标题中，而字符串实现可以引用该值，而不是遍历用于\0终止的字节。

Answer 2

这一信息并不总是准确的。

在Windows上，大小被舍入为至少8的倍数。

realloc在这方面做得很好，因为它只关心分配的大小，但不会得到所请求的大小。

Answer 3

这里值得了解一下分配器是如何工作的。例如，如果您使用一个伙伴分配器，它将按预定的大小分配块。为了简单起见，假设2的幂(现实世界的分配器通常使用更紧的大小)。

在这种简化的情况下，如果您调用malloc并请求19字节的内存供您个人使用，那么分配器实际上将给您一个32字节的内存块。它不关心它给你的东西比你需要的多，因为它仍然满足你的基本要求，给你的东西比你需要的东西大或大。

这些块大小通常存储在某个地方，不知何故，对于一个通用的分配器来说，它可以处理可变大小的请求，从而能够释放块并完成诸如合并空闲块并将它们分开的事情。然而，他们正在识别块大小，而不是您请求的大小。因此，您不能使用这个块大小来查看字符串的结尾位置，例如，因为根据您的说法，您需要的是19个字节，而不是32个字节。

realloc也不关心您所请求的19字节大小。它在位和字节级别工作，因此如果有必要，它会将整个块的内存值复制到一个新的、更大的块中。

因此，这类块大小对于实现数据结构之类的东西通常并不有用。对于这些，您希望以与所请求的内存量成正比的数据大小工作，这是许多分配器甚至不需要存储的东西(考虑到它们的效率需要，它们不需要存储)。因此，通常由您来跟踪这个大小，这与您的软件的逻辑在某种形式上是一致的(像null终结者一样的哨兵就是一种形式)。

至于为什么在标准中无法查询这些大小，这可能是因为需要知道它是一种相当模糊、低层次的需求，因为它与您实际请求使用的内存数量无关。我经常希望它能满足一些非常低级别的调试需求，但是我已经使用了一些特定于平台/编译器的选项，而且我发现它们并不像我想象的那么方便(甚至对于低级别的调试也是如此)。