为什么C语言中malloc返回指针？指针的实际作用是什么？

你假设的int i = malloc(sizeof(int))语法在C语言的设计逻辑下完全不可行，这也是C语言必须用指针承接动态分配内存返回值的核心原因，具体有三点：

• 首先是内存生命周期与资源管理的必然要求
  C语言的普通变量赋值遵循值语义，如果你把malloc分配的堆内存的内容直接拷贝赋值给栈上的局部变量i，那malloc申请的堆内存首地址会直接丢失，你既无法后续修改这片堆内存的内容，也无法调用free()释放它，必然产生内存泄漏。指针的本质就是内存地址的标识，只有用指针存储堆内存的首地址，你才能正常读写分配的内存、在使用完成后释放对应的内存空间。
• 其次是通用内存分配的设计需求
  malloc是全类型通用的内存分配函数，它在分配内存时完全不知道上层要用这块内存存储int、char、自定义结构体还是数组。返回无类型的void*指针可以在C语言中隐式转换为任意类型的指针，不需要为每一种类型单独实现分配函数，兼顾了通用性和简洁性。如果要求malloc返回具体类型的内存块，根本无法适配不同大小、不同类型的动态内存分配需求。
• 最后是函数返回值的实现限制
  C语言的函数返回值大小是编译期就固定的，比如返回int的函数只能返回4字节（主流64位平台）的内容，如果你要分配1000字节的字符串缓冲区，返回值根本无法承载这么大的内存内容。而指针的大小在固定架构下是统一的（32位平台4字节、64位平台8字节），不管你分配多大的内存，只需要返回首地址即可，实现成本极低，运行效率也极高。

动态内存分配的核心需求就是操作「生命周期不受当前函数栈帧限制」的内存，指针就是C语言提供的、用来定位和操作这类跨栈帧内存的核心工具，除了堆内存操作之外，跨函数修改实参的值、操作内存映射的硬件寄存器等场景都需要用到指针。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者BillTheKid