使用数据结构目录法实现malloc函数

"数据结构目录法实现malloc是一个内存管理策略，通过使用目录表来跟踪内存块的状态。在提供的代码中，定义了一个名为`MBLOCK`的结构体来存储内存块的信息，包括地址、大小和一个标记（表示是否已分配）。初始化函数`init_mem`用于设置目录表，并将大内存区域分割成多个块。`m_malloc`函数实现了自定义的内存分配功能，而`m_free`则是对应的释放函数。" 在数据结构目录法实现malloc的过程中，主要涉及以下几个关键知识点： 1. **内存管理**: 内存管理是操作系统的重要组成部分，负责为程序分配和释放内存。在C语言中，`malloc`和`free`是标准库提供的内存管理函数，但这里我们看到的是一个自定义的实现。 2. **内存块（Block）**: 为了管理内存，代码定义了一个`Block`结构体，包含内存块的起始地址（`addr`）、大小（`size`）以及一个标记（`tag`）。标记用于区分该内存块是否已经被分配（0表示未分配，1表示已分配）。 3. **内存池（Memory Pool）**: 代码中定义了一个固定大小的内存池`start[MEM_SIZE]`，总大小为`MEM_SIZE`字节。内存池的目的是为了更高效地管理内存，避免频繁的小块内存分配和释放操作带来的开销。 4. **目录表（Directory Table）**: 通过`TAB_NUM`个`Block`结构体来表示内存池的目录表，每个条目对应内存池中的一个块。目录表存储在内存池的末尾，确保不会被分配出去。 5. **内存分配（malloc）**: `m_malloc`函数遍历目录表，寻找合适大小的未分配内存块。如果找到一个满足条件的块，就将其标记为已分配，并返回其地址。如果找不到，返回`NULL`表示分配失败。 6. **内存释放（free）**: `m_free`函数接收一个已分配的内存块地址，然后在目录表中找到相应的`Block`并将其标记为未分配。这个过程没有显示在提供的代码片段中，但通常会涉及到更新目录表的状态。 7. **内存碎片问题**: 在这种实现中，可能存在内存碎片问题，即分配和释放内存后，内存池中可能会留下无法再利用的小碎片。为了优化内存利用率，可能需要实现合并相邻的空闲块等策略。 8. **初始化**: `init_mem`函数初始化目录表，将整个内存池视为一个大的可用块，并将其信息存入第一个目录表条目。其他条目初始设置为空，等待分配。 这个实现提供了一个简单的内存管理系统，通过目录法来跟踪内存池中的块，允许自定义的内存分配和释放操作。尽管它不包含所有`malloc`和`free`的复杂功能，但对于理解内存管理的基本原理和数据结构的使用是有帮助的。在实际应用中，可能需要进一步完善，例如处理内存碎片、支持不同大小的请求等。