面试题：C语言malloc分配结构体数组内存的复杂场景与优化

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

// 定义链表节点结构体
struct node {
    int data;
    struct node *next;
};

// 创建新节点
struct node* createNode(int value) {
    struct node* newNode = (struct node*)malloc(sizeof(struct node));
    if (newNode == NULL) {
        fprintf(stderr, "内存分配失败\n");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
    newNode->data = value;
    newNode->next = NULL;
    return newNode;
}

// 构建链表
struct node* buildList(int n) {
    struct node *head = NULL, *tail = NULL;
    for (int i = 0; i < n; i++) {
        int value;
        printf("请输入第 %d 个节点的值: ", i + 1);
        scanf("%d", &value);
        struct node* newNode = createNode(value);
        if (head == NULL) {
            head = newNode;
            tail = newNode;
        } else {
            tail->next = newNode;
            tail = newNode;
        }
    }
    return head;
}

// 逆序链表
struct node* reverseList(struct node* head) {
    struct node *prev = NULL, *current = head, *next = NULL;
    while (current != NULL) {
        next = current->next;
        current->next = prev;
        prev = current;
        current = next;
    }
    return prev;
}

// 打印链表
void printList(struct node* head) {
    struct node* current = head;
    while (current != NULL) {
        printf("%d -> ", current->data);
        current = current->next;
    }
    printf("NULL\n");
}

// 释放链表内存
void freeList(struct node* head) {
    struct node* current = head;
    struct node* next;
    while (current != NULL) {
        next = current->next;
        free(current);
        current = next;
    }
}

int main() {
    int n;
    printf("请输入链表节点的数量: ");
    scanf("%d", &n);

    struct node* head = buildList(n);
    printf("原始链表: ");
    printList(head);

    head = reverseList(head);
    printf("逆序后的链表: ");
    printList(head);

    freeList(head);
    return 0;
}

内存分配与释放性能问题及优化方案

性能问题：
- 频繁内存分配：在构建链表过程中，每次使用 malloc 分配内存可能会带来一定的开销，特别是当链表节点数量较多时，这种频繁的系统调用可能会影响性能。
- 内存碎片：频繁的内存分配和释放可能导致内存碎片，使得后续的内存分配请求更难满足，降低内存利用率。
优化方案：
- 内存池：可以使用内存池技术，预先分配一块较大的内存空间，然后从这个内存池中分配小块内存给链表节点使用。这样可以减少 malloc 的调用次数，提高性能。
- 批量分配：一次性分配多个节点所需的内存，然后再逐个构建链表节点，这样可以减少内存分配的次数。例如，每次分配10个节点的内存，然后依次使用这些内存构建节点，当用完这10个节点的内存后，再分配下一批。
- 优化释放策略：在释放链表内存时，可以考虑延迟释放或者批量释放，以减少内存碎片的产生。例如，可以将链表节点的内存先标记为可重用，而不是立即释放，当需要新的节点时，优先从这些可重用的节点中获取。

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面试题：C语言malloc分配结构体数组内存的复杂场景与优化

知识考点

面试题答案

内存分配与释放性能问题及优化方案