C言語にてint型のメモリを動的に確保するとき

Question

C言語でint型のメモリを確保するときの動作について質問です。

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


int main (int c, char* param[]) {

    int *ip = NULL;

    ip = (int*)malloc(1);
    printf("%d", sizeof(ip));
    printf("\r\n");
    *ip = 12345;
    printf("%d", *ip);
    exit(2);
}

上記のようなコードを書いたとき
確保するメモリを１バイトと静的に指定している場合だと１バイトのサイズのみ確保しないと思っていたのですが
上記出力は４バイトと出力されました。

特に
ip = (int*)malloc(1)の部分ですが
これがなぜ１バイトと指定しているのに４バイトが返ってくるのでしょうか？

Answer 1

sizeof演算子の意味・使い方を誤解していることはmaisumakunさんが仰る通りです。言い方を変えれば、malloc()で得られたメモリのサイズを sizeof で確かめようとしても、確かめた事になりません。もっと言えば、（貴方のプログラムのように）得られたメモリサイズを実行時に確認できる正当な手段は無いと思います（せいぜい推測できる程度）。

確かなことは、ユーザプログラムが利用可能なメモリは、malloc()が返したアドレス（上記の場合、ip変数に返ったアドレス）から、malloc()で指定したサイズ（上記の場合、1バイト）だけ、という事。その領域を超えてアクセスすればバッファオーバーラン、即ち重大なバグだと心得ましょう。

その上で言いますが、malloc(1)で割り当てられるメモリのサイズは1バイトではなく、実際は4バイトとか8バイト等に切り上げられる場合がほとんどでしょう。つまり、取得した1バイトに続く3バイトも事実上アクセスして構わないメモリが存在する可能性は高い（念押しするけど、それをアテにしたら、バグ！）。

理由は簡単です。malloc()で割り当てられたメモリに、どんな型の値を格納するかは、ユーザプログラム次第、全く自由です。long や double等の値を格納する場合、奇数番地から格納しようとするとメモリアクセスに時間がかかってしまい不利、或いはCPUによっては、奇数番地に格納しようとすると、CPU例外を起こして実行できない場合さえあります。malloc()の立場で言えば、何にどう使われるかわからないものとしてメモリを割当てなければなりません。そこで、4バイトや8バイト等に整列したアドレスからメモリを割当てようとするのです。

整列するサイズが何バイトかは、環境（CPUの種類、Cコンパイラ、malloc()の実装など）によって異なると心得ましょう。でもまあ、CPUの種類と、ポインタ変数・double型・long型（或いはlong long？）のsizeof()を取ってみれば、おおよそ推測できるわけですが。

Answer 2

sizeof(ip)の返すサイズはポインタのサイズです。取得したメモリのサイズではありません。

そして、1バイトしかないところにintを書き込んでいますので、バッファオーバーランを起こしてしまっているコードになります。

（なお、x64のLP64（Linix）やLLP64（Windows）などintよりポインタのほうが長い環境も多いので、int1個だけ動的にメモリ確保することは、実用的にはほぼ行いません）