第14章 插叙：内存操作API
介绍UNIX操作系统内存分配接口，主要关注如何分配和管理内存。
14.1 内存类型
运行一个C程序的时候，会分配两种类型的内存。
第一种称为栈内存（短期内存），它的申请和释放操作是编译器来隐式管理的，所以有时也称为自动内存。
特性：短期，隐式
如C中的int x即是为整形变量x申请栈内存。
void func() {
int x; // declares an integer on the stack
...
}
进入func()函数时，在栈上开辟空间；从该函数退出时，编译器释放内存。
第二种称为堆内存（长期内存），其中所有的申请和释放操作都由程序员显式地完成。
特性：长期，显式
void func() {
int *x = (int *) malloc(sizeof(int));
...
}
- 首先编译器看到指针的声明（int * x）时，知道为一个整型指针分配空间
- 随后，当程序调用malloc()时，它会在堆上请求整数的空间，函数返回这样一个整数的地址（成功时，失败时则返回 NULL），然后将其存储在栈中以供程序使用。
14.2 malloc()调用
malloc函数：传入要申请的堆空间的大小，成功返回一个指向新申请空间的指针，失败返回NULL。
malloc 只需要一个 size_t 类型参数，该参数表示你需要多少个字节。然而，大多数程序员并不会直接传入数字（比如 10）。实际上，这样做会被认为是不太好的形式。替代方案是使用各种函数和宏。例如，为了给双精度浮点数分配空间，只要这样：
double *d = (double *) malloc(sizeof(double));
另一个需要注意的地方是使用字符串。如果为一个字符串声明空间，请使用以下习惯用法：malloc(strlen(s) + 1)，它使用函数strlen()获取字符串的长度，并加上1，以便为字符串结束符留出空间。这里使用sizeof()可能会导致麻烦。
malloc()返回一个指向void类型的指针，这样做只是C中传回地址的方式，让程序员决定如何处理它。程序员可以进一步使用所谓强制类型转换(cast)，如上面的示例中程序员将返回类型的malloc()强制转换为指向double的指针。
14.3 free()调用
调用free()：释放不再使用的堆内存。
free()期望你只传入之前从malloc()得到的一个指针。
14.4 常见错误
许多新语言都支持自动内存管理（automatic memory management），当你调用类似malloc()的机制来分配内存时（通常用 new 或类似的东西来分配一个新对象），你永远不需要调用某些东西来释放空间。实际上， 垃圾收集器（garbage collector）会运行，找出你不再引用的内存，替你释放它。
但较现代的语言中内存泄漏仍然是一个问题（常见错误4）。长远来看，作为程序员的目标之一是养成良好的习惯。其中一个习惯是理解如何管理内存，并在 C 这样的语言中，释放分配的内存块。
- 忘记分配内存
- 没有分配足够的内存
- 忘记初始化分配的内存
- 忘记释放内存
- 在用完之前释放内存
- 重复释放内存
- 错误地调用free()
14.5 底层操作系统支持
malloc()和free()不是系统调用，而是库调用。
14.6 其他调用
calloc()分配内存，并在返回之前将其置零。
14.7 小结
一些处理内存分配的API。
命令行工具
- gdb：一个调试器
- valgrind：可帮助查找程序中内存泄漏和其他隐藏的内存问题
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