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。