C中数组的内存使用情况答案

【问题标题】：Memory usage by arrays in CC中数组的内存使用情况
【发布时间】：2020-12-19 01:37:02
【问题描述】：

int main() {
    int i = 0, ARRAY_SIZE = 500000;
    char **char_array;  
    
    char_array = (char **)malloc(ARRAY_SIZE * sizeof(char*));
    //physical memory used before loop = M KB
    for (i = 0; i < ARRAY_SIZE; i++) {
        char_array[i] = (char *)malloc(16 * sizeof(char));
    }
    //physical memory usage after loop = M+19532 KB 
    return 0;
}

我有上面的代码。我不明白 19532 KB 的内存使用量是从哪里来的。在我的机器（64 位）中，sizeof(char*) 应该是 8 个字节。对于数组的行初始化，内存是如何使用的？我是 C 的初学者，所以任何帮助将不胜感激。

【问题讨论】：

是的，你是对的。 500000 × 8 字节 = 4 兆字节。你是如何测量内存的？
通常有一个最小分配大小，如果你请求一个小于最小值的小块，你会得到最小值。

标签： c pointers memory char malloc

【解决方案1】：

每次调用malloc 都会使用超出您实际请求量的额外“开销”内存。库需要一些空间来跟踪这些块，以便以后知道如何free 它们，并且它可能会为alignment 向上舍入小分配的大小。

您分配的char_array 本身需要500000 * 8，大约4 兆字节的内存，开销可能可以忽略不计。所以看起来你的 500000 个 1 字节分配实际上每个使用大约 32 个字节。这不会太不寻常。例如，malloc 可能会将大小四舍五入到 16 个字节以进行对齐，然后需要额外的 16 个字节进行簿记（例如，每个大小需要 8 个字节和指向下一个块的指针以创建链表）。

显然，这是为 500000 个字符分配空间的一种非常低效的方法。相反，您应该只创建一个 500000 char（不是指针）数组并直接对其进行索引。

【讨论】：

【解决方案2】：

malloc 被允许以任何它想要的方式排列和“对齐”你分配的内存块，实际上每个块都有最小分配大小和内部簿记开销。单字节分配（在循环内分配chars 而不是char *s）并不常见，因为这样做效率低下；在实践中，您可能实际上分配（至少）8 个字节加上内部开销，每个。
您正在查看的任何“物理内存”度量都不能精确地映射到您在此处查找的内容。 malloc 通常从操作系统获取内存池，然后将其分配到您在程序级别看到的较小的已分配块（具有内部开销）中。我不希望用户程序通过malloc 分配的字节与操作系统报告的进程之间有任何确切的对应关系。也许是一个方向相关性使所有其他条件都相同，但不值得花很多时间试图从中推断出结论。

【讨论】：