malloc函数和free

### C语言中 `malloc` 和 `free` 函数详解

#### 使用方法

`malloc` 是用于动态内存分配的库函数，在程序运行期间可以按需分配指定大小的内存块。此函数接受一个表示所需字节数的整数参数并返回指向新分配内存起始地址的指针。

#include <stdlib.h>

int* ptr;
ptr = (int*)malloc(10 * sizeof(int));
if(ptr == NULL){
    // Handle error
}

上述代码尝试为十个整型变量分配连续存储区域[^2]。

当不再需要之前通过 `malloc` 获取到的那部分堆区资源时，应当调用 `free` 来显式释放它所占用的空间以便后续重用这些位置上的物理地址：

free(ptr);
// After freeing, do not use the pointer again without reassignment.

#### 区别

- **功能不同**：`malloc` 负责请求操作系统给予一定量的自由空间；而 `free` 则负责通知系统某片已使用的区间现在变为空闲状态可供其他对象获取。

- **参数差异**：前者接收单一尺寸参数以确定要创建的对象有多大，后者仅有一个形参即待销毁的目标实体首址（也允许传入空值）。

- **返回类型**：`malloc` 成功执行后会给出非零数值作为结果传递给外部调用者代表新的基地址，失败则反馈全零串；相反地，`free` 不会产生任何输出因为它本质上属于过程而非表达式。

#### 注意事项

为了防止潜在的风险以及保持良好的编程习惯，应该注意以下几点：

- 动态分配出来的每一个区块都应有唯一对应的解除操作，确保两者数量相匹配，既不多也不少。多次释放同一段数据结构容易引发不可预见的问题甚至崩溃应用进程[^1]。

- 对于经由 `malloc` 得来的临时容器务必先验证其合法性再加以利用，避免因越界访问而导致非法指令异常中断正常流程。

- 解绑之后立即将关联句柄设回初始形态（通常是赋值成NULL），从而减少悬垂引用发生的几率，提高代码健壮性和安全性[^3]。