C中数组的内存使用情况

Question

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;
}

我有上面的一段代码。我不明白19532KB的内存使用是从哪里来的。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，如何使用内存？我是C语言的初学者，如果有任何帮助，我将不胜感激。

Answer 1

每次对malloc的调用都会使用一些额外的"开销"；内存超出了您实际要求的数量。库需要一些空间来跟踪这些块，以便以后知道如何free它们，并且它可能会将小分配的大小四舍五入以进行对齐。

char_array本身的分配需要500000 * 8，大约4兆字节的内存，并且开销可能可以忽略不计。因此，看起来500000个分配(每个分配1个字节(实际上每个分配使用了大约32个字节。这并不罕见；例如，malloc可能需要将大小四舍五入到16个字节以进行对齐，然后需要额外的16个字节用于记账(例如，一个大小和指向下一个块的指针各8个字节以形成链表(。

显然，这是一种为500000个字符分配空间的非常低效的方式。相反，您应该只创建一个500000字符数组(而不是指针(，并直接对其进行索引。

Answer 2

1. malloc被允许排列并且"对齐"；您可以按照自己的意愿分配内存块，在实践中，每个块都有最小的分配大小和内部记账开销。单字节分配(在循环中分配chars，而不是char *s(并不常见，因为这样做效率很低；在实践中，您可能实际分配(至少(8个字节加上内部开销。

2. 无论"；物理存储器"；您正在查看的度量并不能准确地映射到您在这里要查找的内容。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(带有内部开销(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。也许这是一种方向相关性，它使所有其他因素都相等，但不值得花太多时间来推断结论。