指针移动后free()释放字节数及malloc与free相关技术问题咨询

先看你给出的代码片段：

char* p = malloc(10); 
p = p + 1; 
free(p);

针对这段代码，咱们逐个解答你的三个疑问：

疑问1：调用malloc(10)时，malloc如何返回内存地址？ #

当你调用malloc(10)时，malloc会先在堆内存的空闲块链表中寻找一块足够容纳你请求的10字节的内存块。如果找到合适的块，它会把这块内存标记为已使用，然后返回这块内存可用区域的起始地址——也就是你最终存在p里的那个地址。如果空闲链表中没有足够大的块，malloc会向操作系统申请更多的堆内存，把新申请的内存加入空闲链表后再进行分配。

这里要注意：malloc实际分配的内存通常会比你请求的10字节多一点，多出来的部分用来存储内存块的管理信息（比如块的大小、下一个空闲块的指针等），这部分是隐藏的，你拿到的指针不会指向这部分区域。

疑问2：执行free(p)时会释放多少字节的内存？ #

这是未定义行为，没有确定的答案！

free函数的要求是：必须传入由malloc、calloc或realloc返回的原始指针。你这里把p偏移了1，传入的是一个非原始指针，这违反了free的使用规则。这种情况下，程序可能出现各种问题：比如直接崩溃、误释放其他内存块导致数据损坏、内存泄漏（原来的10字节内存根本没被释放），甚至在某些环境下看似“正常”但埋下隐患。所以绝对不要这么做。

疑问3：free()是如何知晓需要释放的字节数的？ #

秘密就在malloc分配的那部分隐藏管理信息里。当malloc给你返回指针时，这个指针指向的是内存块的可用区域，而在这个区域的前面（地址更低的位置），malloc已经存储了这个内存块的总大小（包括管理信息和你请求的用户数据大小）。

当你调用free(原始指针)时，free会把指针往回偏移到管理信息的起始位置，读取里面记录的块大小，然后根据这个大小把整个内存块标记为空闲，放回空闲链表，或者在合适的时候还给操作系统。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Sameera