理解链表的内存分配

简介: 理解链表的内存分配

win10 x64, 指针大小是8个字节

1 分析一下链表的内存结构

#include <stdlib.h>
typedef struct node 
{
   
       
    int key;
    int data;
    struct node *next;
} Node;

Node *head = NULL;
Node *nodes = NULL;

Node *create_list(int n)
{
   
   
    int i;
    // allocate memory for all nodes
    nodes = malloc(n * sizeof(Node));
    printf(" sizeof(Node)  = %d\n", sizeof(Node));
    if (nodes == NULL) {
   
   
        return NULL;
    }

    // link the nodes together
    head = &nodes[0];
    for (i = 0; i < n-1; i++) {
   
   
        nodes[i].next = &nodes[i+1];
    }
    nodes[n-1].next = NULL;
    return head;
}

void main() {
   
      

    Node *n1 = create_list(3);
    n1->key = 1;
    //n1->data = 11;

    Node *n2 = n1->next;
    n2->key = 2;
    printf(" n1                 = %p \n", n1);
    printf(" n1->key  = %p \n", &n1->key);
    printf(" n1->data = %p \n", &n1->data);

    printf(" n1+1               = %p \n", n1+1);
    printf(" n1+2               = %p \n", n1+2);
    printf(" n1->next           = %p \n", n1->next);
    printf(" n2                 = %p \n", n2);
    printf(" n2->key            = %p \n", &n2->key);
    printf(" n2->data           = %p \n", &n2->data);
    Node *n3 = n2->next;
    n3->key = 3;
    printf(" n3                 = %p \n", n3);
}

输出1:

sizeof(Node) = 16
n1 = 0000000000AB2400
n1->key = 0000000000AB2400
n1->data = 0000000000AB2404
n1+1 = 0000000000AB2410 // 对应下图中的 n+1 与 n2的地址相同
n1+2 = 0000000000AB2420 // 对应下图中的 n+2 与 n3的地址相同
n1->next = 0000000000AB2410 与 n2的地址相同
n2 = 0000000000AB2410
n2->key = 0000000000AB2410
n2->data = 0000000000AB2414
n3 = 0000000000AB2420
根据上面的输出结果可以分析出下图的内存结构
在这里插入图片描述

2 换种方式,修改一下Node

typedef struct node 
{
   
       
    int key;              //4
    //  int key2;              //4  这里要不要key2 Node的大小都是56,因为字节对齐的原因
    int data[10];         //40  
    struct node *next;    //8
} Node;

输出2:

sizeof(Node) = 56
n1 = 00000000001D5FD0
n1->key = 00000000001D5FD0 // 这里加4 <=> &n1->data
n1->data = 00000000001D5FD4 D6008 - D5FD4 = 34 ====> 52 = 40(data) + 8(next) + 4(4字节空位,内存对齐,参考输出3,就没有突然冒出个4的烦恼了,而且这里的4字节占位是放在data后面)
n1+1 = 00000000001D6008 与 n2的地址相同
n1+2 = 00000000001D6040 与 n3的地址相同
n1->next = 00000000001D6008 与 n2的地址相同
n2 = 00000000001D6008
n2->key = 00000000001D6008
n2->data = 00000000001D600C
n3 = 00000000001D6040

3 注释掉的int key2; 恢复

typedef struct node 
{
   
       
    int key;              //4
    int key2;              //4  这里要不要key2 Node的大小都是56,因为字节对齐的原因
    int data[10];         //40  
    struct node *next;    //8
} Node;

输出3:

sizeof(Node) = 56
n1 = 0000000000965FD0
n1->key = 0000000000965FD0
n1->data = 0000000000965FD8 // 6008 - 5FD8 = 30 ====> 48
n1+1 = 0000000000966008
n1+2 = 0000000000966040
n1->next = 0000000000966008
n2 = 0000000000966008
n2->key = 0000000000966008
n2->data = 0000000000966010
n3 = 0000000000966040

分析可得:红色的4是内存对齐,占位的部分
在这里插入图片描述
这样就可以更好的理解 nodes = malloc(n * sizeof(Node)); 这段分配内存代码的内涵了

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