如何确定已分配的C缓冲区的大小？

Question

我有一个缓冲区，并且想要进行测试，以查看缓冲区是否具有足够的容量，即找出我可以添加到该缓冲区的元素数量。

char *buffer = (char *)malloc(sizeof(char) * 10);

执行以下操作：

int numElements = sizeof(buffer); 

不返回10，有什么方法可以实现吗？

- godzilla

---

可能是[如何获取使用malloc()分配的内存块的大小？]（https：//stackoverflow.com/q/1208644/608639）的重复问题，[如何从C指针中获取数组的大小？]（https：//stackoverflow.com/q/232691/608639），并且相关的是[如何以编程方式确定C ++数组的大小？]（https://dev59.com/xHVC5IYBdhLWcg3wvT1a） - jww

Answer 1

对于 GNU glibc：

SYNOPSIS

#include <malloc.h>
size_t malloc_usable_size (void *ptr);

描述

malloc_usable_size()函数返回指针ptr所指向的内存块中可用字节数，该内存块是由malloc（3）或相关函数分配的。

- Vitaly

---

注意：这可能会导致严重的开销，因为它取决于malloc的实现。它返回分配的字节数。要获取可用元素的数量，需要进行额外的除法运算。手册明确指出：“由于对齐和最小大小限制，malloc_usable_size（）返回的值可能大于分配的大小。尽管应用程序可以覆盖多余的字节而不会产生不良影响，但这不是良好的编程实践：分配中多余字节的数量取决于底层实现。” - Stargateur

当我尝试使用 size_t no_elements = malloc_usable_size(buffer); 和 printf("%ld\n", no_elements); 时，它返回了24。我错过了什么？顺便说一下，(void *buffer) 报错了。 - undefined

Answer 2

你不能进行这样的测试。记住你分配了多少内存是你自己的责任。如果缓冲区是由他人提供的，则要求他们同时传递大小信息，并使其成为他们传递正确值或让程序崩溃的责任。

- Kerrek SB

---

你如何确定他们传递了正确的值？ - user124384

@user124384：你不能这样做。相反，你需要记录你的库的需求，而用户有责任阅读、理解和遵守合同。你不需要对此负责。动态内存调试器（如Valgrind或ASAN）可以帮助验证单个程序，但C语言无法做到这一点。你也可以将你的库隐藏在某些不透明的抽象边界之后，并在幕后执行所有的分配和释放操作，这样用户只能传递不透明的句柄。（但那是另一个问题的答案！） - Kerrek SB

Answer 3

buffer只是一个指针，没有大小信息。然而，malloc()例程将保存您所做的分配的大小，因此当您释放它时，它会释放正确数量的空间。因此，除非您想深入了解malloc()的功能，否则建议您自己保存分配的大小（有关可能的实现，请参见其他API答案中的示例）。

- Evert

Answer 4

由于buffer是一个指针（而不是数组），sizeof运算符返回的是指针的大小，而不是它所指向的缓冲区的大小。没有标准的方法来确定这个大小，因此你必须自己进行簿记（即记住你分配了多少）。

顺便说一句，对于其他情况也是如此。

 char *p = "hello, world\n"; /* sizeof p is not 13. */

有趣的是，

 sizeof "hello, world\n"

14是因为二进制中的1110等于十进制的14。

- Jens

---

你是在把问题反问回问问题的人吗？这并不是我们在这里的目的... - Evert

@Jens 我知道 sizeof() 函数可以返回字符串字面量和数组的正确大小，但是为什么呢？这些大小信息存储在哪里？例如 char*p = "hello" 返回指针的大小，char p[10] 返回十个字符的大小。 - Zebrafish

我们在这里是为了得到答案，他给出了一个答案。提出跟进问题是一种合法的教育方式。此外，我认为他的问题不值得批评，因为他的问题的答案就是他刚刚给出的答案，所以他并没有隐藏信息。我想人们可以就留下“给读者的练习”等事项的效力或价值进行辩论，但在这种情况下，它非常简明扼要且相关。 - Wilbur Whateley

@WilburWhateley 无好事不被惩罚。我的回答甚至遭到了负评。如果有人思考后续问题，这个问题是通过引导学习者达到自我发现的古老教育方式提出的，他们可能会对字符串字面量和字符串有所了解。 - Jens

我在这里学到了一个重要的课程 - C字符串常量是char数组，而不是指向任意大小缓冲区的指针。这是一个很好且重要的观点。 - Motti Shneor

Answer 5

struct buffer
{
  void
    *memory

  size_t
    length;
};

void *buffer_allocate( struct buffer *b, size_t length )
{
  assert( b != NULL );

  b->memory = malloc( length )
  b->length = length;

      // TRD : NULL on malloc() fail
      return( b->memory );
}

int buffer_valid( struct buffer *b, size_t length )
{
  assert( b != NULL );

  if( b->memory == NULL or length > b->length )
    return( 0 );

  return( 1 );
}

void *buffer_get( struct buffer *b )
{
  assert( b != NULL );

  return( b->memory );
}

使用API而不是malloc/free，你就不会出错。

- user82238

---

如果你真的想聪明一点，你可以编写自己的 malloc 函数，使用系统 malloc 分配四个额外字节，将分配的长度存储在其中，并在此长度后返回指针。然后，你可以编写一个 getSize 方法，使用指针算术运算再次获取它。这样可以让你使用看起来像是 malloc 和 free 的调用。 - Gort the Robot

我不确定那是否明智 - 这意味着你个人的 malloc 现在在行为上与所有其他人不同。我已经认识到调整核心函数行为是有风险的观点。它是其他所有内容的基础。 - user82238

我知道一家公司，他们重写了malloc函数，使得它所分配的所有内存都进入自由列表(freelists)，而free函数只是将元素返回到自由列表。这种做法令人震惊，不仅在其实现方式上如此糟糕（鉴于这个想法有多么糟糕，这并不奇怪），而且已经深深地嵌入到代码中，无法被移除。 - user82238

我喜欢这个，因为它揭示了malloc/calloc实际上并没有记录你要求它们分配的内容。这些方法会为您分配足够的空间 - 有时会多一点，并且与您请求的不同对齐，但不会记住您最初请求的元素数量。最好拥有我们自己定义的缓冲区，其中包括其起始指针和长度（以元素计）。 - Motti Shneor