malloc(0)返回什么地址？

问题内容：malloc(0)返回什么地址？
原讨论链接：http://community.csdn.net/expert/topicview1.asp?id=4351400
所属论坛：C语言 审核组：C/C++
提问者：jidahyx 解决者：steedhorse
感谢：steedhorse
关键字：
答案：

char *p = (char *)malloc(0); 
strcpy(p, "hello"); 
printf("%s\n",p); 
free(p); 
其中，p中的地址是堆内的首地址？ 
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C99标准（ISO/IEC 9899:1999 (E)）上说： 

If the size of the space requested is zero, the behavior is implementationdefined: 
either a null pointer is returned, or the behavior is as if the size were some 
nonzero value, except that the returned pointer shall not be used to access an object.

如果所请求的空间大小为0，其行为由库的实现者定义：可以返回空指针，也可以让效果跟申请某个非0大小的空间一样，所不同的是返回的指针不可以被用来访问一个对象。

为什么 new T[0] 和 malloc(0) 不返回空指针

首先需要说明的是，按照C++标准，成功的 new T[0] 是不能返回空指针的。而 malloc(0)，C 语言标准则指出，成功的时候可以返回空指针，也可以返回非空指针，多数库一般也选择了返回非空指针这种行为。

为什么这么做呢？
1. 理念：0大小的对象也是对象。
2. 实践：返回空会和分配失败混淆，尤其是大小是计算出来的时候，这时如果得到的是空指针，用户程序会误以为分配失败了。
3. 实现：反正返回的地址不能读写，此时可以返回同一个固定的地址，并没什么额外开销。而且多数编译器，C和C++一起提供，C++库的new也用C库的malloc实现，使二者保持一致也比较省事。
4.不管返回的是不是空，都可以free的。

测试程序如下

#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>

int main(int argc, char *argv[])
{
char *ptr;
printf("0x%x\n", ptr); // this line will cause seg fault sometimes

printf("----malloc 0 4 times----\n");
ptr = (char *)malloc(0);
printf("0x%x\n", ptr);

ptr = (char *)malloc(0);
printf("0x%x\n", ptr);

ptr = (char *)malloc(0);
printf("0x%x\n", ptr);

ptr = (char *)malloc(0);
printf("0x%x\n", ptr);

printf("----malloc 1 4 times----\n");
ptr = (char *)malloc(1);
printf("0x%x\n", ptr);

ptr = (char *)malloc(1);
printf("0x%x\n", ptr);

ptr = (char *)malloc(1);
printf("0x%x\n", ptr);

ptr = (char *)malloc(1);
printf("0x%x\n", ptr);

printf("----malloc 4 4 times----\n");
ptr = (char *)malloc(4);
printf("0x%x\n", ptr);

ptr = (char *)malloc(4);
printf("0x%x\n", ptr);

ptr = (char *)malloc(4);
printf("0x%x\n", ptr);

ptr = (char *)malloc(4);
printf("0x%x\n", ptr);

printf("----malloc 16 4 times----\n");
ptr = (char *)malloc(16);
printf("0x%x\n", ptr);

ptr = (char *)malloc(16);
printf("0x%x\n", ptr);

ptr = (char *)malloc(16);
printf("0x%x\n", ptr);

ptr = (char *)malloc(16);
printf("0x%x\n", ptr);

printf("----malloc 32 4 times----\n");
ptr = (char *)malloc(32);
printf("0x%x\n", ptr);

ptr = (char *)malloc(32);
printf("0x%x\n", ptr);

ptr = (char *)malloc(32);
printf("0x%x\n", ptr);

ptr = (char *)malloc(32);
printf("0x%x\n", ptr);

printf("----malloc 64 4 times----\n");
ptr = (char *)malloc(64);
printf("0x%x\n", ptr);

ptr = (char *)malloc(64);
printf("0x%x\n", ptr);

ptr = (char *)malloc(64);
printf("0x%x\n", ptr);

ptr = (char *)malloc(64);
printf("0x%x\n", ptr);

return 0;
}

系统表现如下：
root@dell:~/test# ./a.out .
0xd27fb840
----malloc 0 4 times----
0x8060f38
0x8060f48
0x8060f58
0x8060f68    diff=0x10=16B
----malloc 1 4 times----
0x8060f78
0x8060f88
0x8060f98
0x8060fa8    diff=0x10=16B
----malloc 4 4 times----
0x8060fb8
0x8060fc8
0x8060fd8
0x8060fe8    diff=0x10=16B
----malloc 16 4 times----
0x8061340
0x8061358
0x8061370
0x8061388    diff=0x18=24B
----malloc 32 4 times----
0x8061948
0x8061970
0x8061998
0x80619c0    diff=0x28=40B
----malloc 64 4 times----
0x8062348
0x8062390
0x80623d8
0x8062420    diff=0x48=72B

第一个是0xdxxx是因为指针变量在建栈的时候已经在栈上获得4B的一个空间，而空间里面的值，应该是随机的
不过不晓得为什么总指在同一个地方？

malloc在ics(introduction to computer science)中讲过，除了分出来的空间之外，为了维护整个堆结构，并考虑时间，空间效果
其或头，或尾，或头尾，均有额外的指针结构存在
分析16，32，64B的情况可知，多余的部分为8B，猜测是头尾各4B

然后再看，0，1，4的时候都是16B，说明每次分配的时候有个最小下限
也就是起板就是8B作为分出来的数据，另外8B作为额外的指针什么的

 原文地址 http://blog.csdn.net/zhongjiekangping/archive/2010/08/13/5810124.aspx


额外：
ANSI C的，如果认为malloc(0)是语法错误的话，下面我写的就不用看了。
下面进入正题，关于malloc(0)这个问题，我在网上看到有个面试题好像就是问这个的，原题好像是：
char *ptr; 
if ((ptr = (char *)malloc(0)) == NULL) 
puts("Got a null pointer"); 
else 
puts("Got a valid pointer"); 
该代码的输出是“Got a valid pointer”,不信的可以尝试下！只给出答案，但没给出具体的原理解答。

下面我说一下关于这个题目的尝试情况：
正常在指针的引用时候，如果定义char *str = NULL;后如果不对其进行malloc的话，执行memcpy(str,"hello",strlen("hello"))是会出现错误的，而且malloc的空间必须要大于等于strlen("hello")。正常的malloc一个大于0的长度，会在堆区分配一段空间来供程序员使用，memcpy等等。理论上来说如果想要赋值一个字符串到目标指针执行的空间，这个指针指向的空间必须有足够的“大小”来存储。按照malloc(a)函数的说明，malloc错误会返回一个NULL指针，如果执行成功会返回一个大小为a的空间，malloc(0)如果可以成功执行，则应该在堆区分配一个大小为0的空间，但我尝试往这个空间赋值，会发现无论你要复制的字符串有多长都可以复制进去，和正常的malloc(strlne(str))这样不同的是这个空间无法通过free来释放掉，free(str)就会报错。


基本情况就是这样，我想知道啊这个空间具体是什么位置的，为什么没有大小限制可以往里面无限赋值，这里有没有人研究过这问题，一起来讨论下！

首先来解释malloc（0）的问题，这个语法是对的，而且确实也分配了内存，但是内存空间是0，就是说返回给你的指针是不能用的，感觉奇怪吧？但是从操作系统的原理来解释就不奇怪了，这要涉及操作系统维护内存的方法来说了，在内存管理中，内存被分为2部分，栈和堆，栈有自己的机器指令，是一个先进后出的数据结构，我就在这里不再过多解释了，malloc分配的内存是堆内存，由于堆没有自己的机器指令，所以要有系统自己编写算法来管理这片内存，通常的做法是用链表，在每片被分配的内存前加个表头，里面存储了被分配内存的起始地址和大小，你的malloc返回的就是表头里的起始指针，这个地址是由一系列的算法得来了，通常不会为0，一旦分配成功，就返回一个有效的指针，对于分配0空间来说，算法已经算出可用内存的起始地址，但是你占用0空间，所以对那个指针操作就是错误的，操作系统一般不知道其终止地址，因为有占用大小就可以推出终止地址，还有就是即使分配0空间也要释放它，其实是释放的链表结点

还有，返回的指针是可用地址的起始地址，虽然你可以无限赋值，但是其实是错误的，因为可能有其他有用的数据在那一片区域，如果指针越界就会出现意想不到的事情，不懂的再问