利用函数指针实现动态内存分配器（Mallocator）的设计与实现
2023-06-09 14:17:45
深夜i
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函数指针
结构体
动态内存分配
实现原理：
动态内存分配是计算机必须具备的一种技能。这是因为计算机程序需要在运行过程中动态申请内存，而且常常需要在使用完毕后及时释放内存，以避免程序占用过多的内存，使系统陷入性能瓶颈。在C语言中，常用的动态内存分配方式是调用malloc函数，但其在实际场景使用中会存在一些问题，例如内存泄漏、内存碎片等等。
为了解决这些问题，可以借鉴一种更加高效、灵活的内存分配器设计方案，即Mallocator（基于内存池的动态内存分配器）。Mallocator是一个动态内存分配器，其内部实现由几个连续的、等长的内存块组成，每个内存块中的内存单位称为“chunk”，内存池中的chunk按类型被分成若干个class，每个class中的chunk大小是相同的，但随着class增大，chunk的容纳数量递减。
因此，我们可以使用结构体来定义一个内存分配器，并使用函数指针实现对malloc和free这两个函数的重载。具体实现过程如下：
1. 使用结构体定义Mallocator，其中包含多个变量，如内存池的起始地址、内存池总容量、内存页的大小等
2. 将内存池分成多个等长的chunk，并将chunk分成多个class，每个class中chunk的大小是相同的但容量递减
3. 对malloc和free函数使用函数指针实现重载，使其能够正确分配和释放所需的chunk，并且能够正确处理内存碎片问题
通过以上步骤的设计和实现，可以成功创建一个基于内存池的高效动态内存分配器Mallocator。这种内存分配器能解决内存泄漏、内存碎片等问题，从而提高程序的性能和稳定性。
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