Se pegarmos, por exemplo, um caso de cadastro de um nome completo, como não temos como saber a quantidade de caracteres, nós criamos o malloc()
, dessa forma, o campo irá se ajustar ao tamanho exato digitado pelo usuário, correto?
Geralmente não, é comum você estabelecer um tamanho máximo que o nome terá e aloca essa quantia. Eventualmente podem ser feitas otimizações posteriores se for necessário. Quase sempre você escolhe se quer ter o melhor consumo de memória ou o menor processamento possível.
É possível usar uma estratégia de realloc()
, mas em grande parte dos casos não compensa o esforço. Ela vai crescendo a alocação conforme a necessidade, mas quase sempre é uma solução pior. Exemplo.
Mas em todo exemplo que vejo há a inserção da quantidade de bytes que serão alocados, exemplo:
char *c = malloc(sizeof(char) * quantidade_de_elementos_que_vou_ter_no_meu_vetor;
Ou seja, nesse caso estarei alocando quantidade_de_elementos_que_vou_ter_no_meu_vetor
vezes o tamanho de um char
. Entretanto, o objeto de usar malloc()
, não seria porque não sei a quantidade total de elementos?
Não, o objetivo do seu uso é alocar na memória dinâmica, geralmente o heap (pelo menos é assim em todas implementações "sérias" de C padrão. Só isso, você tem que saber a quantidade de bytes a ser alocado.
Ou seja, não preciso chutar um tamanho estático, delimitando a quantidade máxima de elementos. Usando essa variável quantidade_de_elementos_que_vou_ter_no_meu_vetor
não tira esse propósito?
Seu conceito de "tamanho estático" e todo uso do termo estático por aí está incorreto, o estático é outra coisa, é algo que é imutável desde a inicialização da aplicação e definido durante a compilação, portanto não podem receber valores em tempo de execução.
Veja O que impede um array de ser inicializado com um tamanho variável em C?. Ou ainda Como armazenar uma string qualquer em C?.
E qual é o tamanho de char
? É sempre 1, então eu tenho vontade de chorar quando usam sizeof(char)
.
Se eu sei a quantidade total de elementos, qual a diferença então de já definir um tamanho estático? Exemplo:
char c[20];
Essa sintaxe determina que é alocado na memória automática (que não é estática), ou seja, a stack (portanto só existirá no escopo onde foi criado). É a única diferença importante para o malloc()
, até porque o malloc()
também exige um tamanho conhecido. Não existe mágica, não existe elasticidade. Veja Qual a diferença entre ponteiro para vetor e ponteiro para variável?.
O que eu sei é que, se eu fizer uma alocação dinâmica, a alocação de memória será feita na execução do programa, e não na sua compilação, como ocorre quando há a definição de um vetor estático.
Na prática toda alocação é feita na execução. Não existe isso de alocação na compilação. Existe alocação definida durante a compilação que ocorre na área estática. Mesmo na área automática o tamanho pode ser definido no momento da necessidade, e claro, ela será feita só na execução. Algo assim é permitido:
char c[x]; //x é lido pelo teclado antes desta linha
Coloquei no GitHub para referência futura.
O motivo de ter que usar uma alocação do tipo:
char *c = malloc(sizeof(char) * quantidade_de_elementos_que_vou_ter_no_meu_vetor;
Seria porque em linguagem C, preciso saber o tamanho do meu vetor para conseguir percorre o mesmo?
Não, isso está incorreto. Usa assim porque quer que o tempo de vida do objeto seja desassociado do tempo de vida da função (a tal da área automática) que o criou, ou então você quer garantir que o tamanho do objeto não crie complicadores para a pilha que tem um tamanho limitado, nesse caso está se assegurando porque sabe que potencialmente o objeto pode ser grande demais e até mesmo dar um stack Overflow.
Ainda usando essa linha de código acima como exemplo, se eu dizer que:
quantidade_de_elementos_que_vou_ter_no_meu_vetor = 20;
Isso apenas está atribuindo o valor 20
para uma variável com nome muito longo que já deve estar declarada previamente. O resto é especulação.
Quer dizer que estarei alocando 20 bytes (sizeof(char) * 20
, considerando que tamanho de um char é igual a 1), certo?
Sim.
E se nesse caso, eu entrasse uma palavra que tivesse apenas 10 caracteres? Eu iria ocupar apenas os 10 primeiros espaços e os outros 10? Haveria um desperdício nesse caso então?
De certa forma, sim. Não sei se dá para chamar de desperdício, mas de fato ele fica sem uso. É normal. Há tantos outros "desperdícios" que a maioria dos programadores nunca se dão conta. Há casos que o "desperdício" (overhead) de um vetor na stack é menor, ou pelo menos não muito maior que o do uso do malloc()
. Quase todas implementações de malloc()
"desperdiçam" espaço (as que não o fazem tem outros problemas piores, por isso nem são usadas de fato). Sem falar que é muito mais complicado gerenciá-lo. E e tem uma performance pior em quase todos casos. Ele deveria ser sempre a última opção na maioria dos cenários.
Pode ser útil:
Coloquei no GitHub para referência futura.