为什么 C 管理堆，而不是操作系统？
Why does C manage the heap, instead of the operating system?
换句话说，为什么 free() 不只是 return 操作系统的内存，而 malloc 只是向操作系统请求内存？
这解压为三个密切相关的问题：
- 为什么
C需要自己管理堆？ （是因为 OS 只允许您分配和释放最小大小的连续内存吗？）
- 假设我在括号中写的是真的，为什么会这样？
- 此问题是否会影响操作系统本身，使其无法为任何 运行 进程分配内存块？
malloc 本身就是一个 C 方法。您正在使用为您提供它的标准库，但最终，它就像您的一样是 C 代码。- 在某些操作系统中，您只能从 OS 大小的页面中获取内存（使用
mmap）。这对于您的常规数据结构来说太大了。
- 每次需要内存时都进行系统调用太昂贵了。
Why does C need to manage its own heap?
实际上并没有指定它需要，但它需要按照标准中描述的方式实现 malloc() 和朋友。因此，如果 是 一个 OS 已经提供了这样的接口，则 C 实现可以只提供一个小的包装器。
Is it because the OS will only allow you to allocate and free contiguous memory of a minimum size? And if that's true, what's the reason?
是的。一个典型的 OS 将管理 paged 内存和映射或取消映射处理整页内存。 可以为"paged"的内存单元取决于硬件架构。您可能想阅读有关 memory management units (MMU) 工作原理的一些详细信息。在没有 MMU 的体系结构上，操作系统可能不会做 任何事情，C 实现只会从物理地址 space 中的固定位置满足 malloc() 请求。
其实留给实现。问题：
why doesn't free() just return the memory to the operating system, and
malloc simply request memory from the operating system?
是错误的，因为没有什么能阻止实施。所以这个问题没有答案——每个实现都可能不同（它只需要符合标准）
Why does C need to manage its own heap? (Is it because the OS will only allow you to allocate and free contiguous memory of a minimum size?)
操作系统以页为单位管理内存。分配和释放页面的开销很高。 C 中的大多数分配往往比页面大小小得多。
根据其他答案，这是我收集的答案。
大多数操作系统只将内存分配给固定大小的进程，称为页面。当一个进程 return 的内存到 OS 时，它只能以整页的形式这样做。页是固定大小的内存序列。页面的起点和终点是固定的，所以即使您有足够大的可用内存，您也无法 return 到 OS 除非它介于页面的起点和终点。
另一方面，您可以想象没有操作系统（或者操作系统从它自己的堆中为程序分配内存）。这有助于我更好地理解事情，因为操作系统妨碍了我的直觉，因为它看起来好像释放的内存被丢进了一个黑洞，而分配的内存正从一个类似的黑洞中出来。没有任何OS，计算机中的所有内存都可以被描绘成属于一个大的单元格序列。如果您在计算机中分配所有可用内存，然后开始释放一些内存，那么您可能无法找到足够大的连续内存块来完成 malloc 请求。
换句话说，为什么 free() 不只是 return 操作系统的内存，而 malloc 只是向操作系统请求内存？
这解压为三个密切相关的问题：
- 为什么
C需要自己管理堆？ （是因为 OS 只允许您分配和释放最小大小的连续内存吗？） - 假设我在括号中写的是真的，为什么会这样？
- 此问题是否会影响操作系统本身，使其无法为任何 运行 进程分配内存块？
malloc本身就是一个 C 方法。您正在使用为您提供它的标准库，但最终，它就像您的一样是 C 代码。- 在某些操作系统中，您只能从 OS 大小的页面中获取内存（使用
mmap）。这对于您的常规数据结构来说太大了。 - 每次需要内存时都进行系统调用太昂贵了。
Why does C need to manage its own heap?
实际上并没有指定它需要，但它需要按照标准中描述的方式实现 malloc() 和朋友。因此，如果 是 一个 OS 已经提供了这样的接口，则 C 实现可以只提供一个小的包装器。
Is it because the OS will only allow you to allocate and free contiguous memory of a minimum size? And if that's true, what's the reason?
是的。一个典型的 OS 将管理 paged 内存和映射或取消映射处理整页内存。 可以为"paged"的内存单元取决于硬件架构。您可能想阅读有关 memory management units (MMU) 工作原理的一些详细信息。在没有 MMU 的体系结构上，操作系统可能不会做 任何事情，C 实现只会从物理地址 space 中的固定位置满足 malloc() 请求。
其实留给实现。问题：
why doesn't free() just return the memory to the operating system, and malloc simply request memory from the operating system?
是错误的，因为没有什么能阻止实施。所以这个问题没有答案——每个实现都可能不同（它只需要符合标准）
Why does C need to manage its own heap? (Is it because the OS will only allow you to allocate and free contiguous memory of a minimum size?)
操作系统以页为单位管理内存。分配和释放页面的开销很高。 C 中的大多数分配往往比页面大小小得多。
根据其他答案，这是我收集的答案。
大多数操作系统只将内存分配给固定大小的进程，称为页面。当一个进程 return 的内存到 OS 时，它只能以整页的形式这样做。页是固定大小的内存序列。页面的起点和终点是固定的，所以即使您有足够大的可用内存，您也无法 return 到 OS 除非它介于页面的起点和终点。
另一方面，您可以想象没有操作系统（或者操作系统从它自己的堆中为程序分配内存）。这有助于我更好地理解事情，因为操作系统妨碍了我的直觉，因为它看起来好像释放的内存被丢进了一个黑洞，而分配的内存正从一个类似的黑洞中出来。没有任何OS，计算机中的所有内存都可以被描绘成属于一个大的单元格序列。如果您在计算机中分配所有可用内存，然后开始释放一些内存，那么您可能无法找到足够大的连续内存块来完成 malloc 请求。