Melhor resposta
Presumo que você saiba que, ao executar um programa em C, você tem 3 arquivos abertos, dois deles se chamam STDOUT e STDERR, as mensagens normais vão para stdout, (ou seja, quando você chama printf), e as mensagens de erro vão para stderr (quando você chama, por exemplo, fprintf (stderr, …), esses dois (arquivos abertos na verdade) estão diretamente ligados pelo seu sistema operacional para o seu terminal, sendo um terminal Unix ou um terminal Windows. A característica mais importante deles é que eles podem ser redirecionados, por exemplo no Unix quando você faz: ls | grep arquivo.txt o shell redireciona stdout em “ls” e agora o destino para essa saída é STDIN no processo “grep”, então grep pode procurar padrões naquele fluxo, etc. Isso é algo poderoso, muitos filtros Unix (programas na verdade) são construídos desta forma, o que é poderoso.
EDITAR: adicione um exemplo mais significativo Deixe-me adicionar um uso novo e mais explícito de redirecionamento para que você possa entender a coisa com um exemplo mais significativo, observe este comando:
curl http://ftp.gnu.org/gnu/wget/wget-1.17.1.tar.xz | xzcat – | tar xvf –
Aqui o curl começa a baixar o wget do projeto GNU, enquanto o curl está baixando os dados que está gravando no STDOUT, mas o shell redirecionou o stdout do curl para o stdin do xzat, o shell faz o mesmo, redireciona o stdout do xzcat para o stdin do tar, e o tar começa a descompactar os dados, incrível!
Resposta
Primeiro, um princípio geral: não importa o que você faça, malloc() nunca é invocado automagicamente.
Quando você declara um struct, declara um tipo. Um tipo, por si só, não consome memória em tempo de execução.
Quando você declara uma variável do tipo de estrutura, a memória é alocada para ela, mas não usando malloc(). Se a variável for local para uma função, a memória para ela geralmente é alocada na pilha. Isso, em parte, é o que torna a recursividade possível em C: toda vez que você chama a função (mesmo que seja chamada de dentro dela mesma), o ponteiro da pilha é ajustado e novo espaço é reservado na pilha para o loc todas as variáveis dessa função, e cada vez que a função é encerrada, a pilha é “desenrolada”, com todo o espaço liberado.
Quando você declara uma variável global, uma alocação estática é feita para ela em o heap quando o programa é iniciado e a variável permanece disponível durante a execução do programa. O tamanho de heap necessário é conhecido em tempo de compilação.
Em contraste, quando você usa malloc(), a memória é alocada dinamicamente em tempo de execução para o programa pelo sistema operacional e você é responsável por liberá-lo usando free(), ou seu programa (especialmente se for um programa executado por um longo tempo sem reinicialização, por exemplo, um aplicativo de serviço) estará sofrendo de um vazamento de memória, afetando o desempenho e, em um caso extremo, privando todo o sistema de recursos. O uso de malloc() é mais apropriado quando a) a quantidade de memória necessária é maior do que pode ser alocada na pilha ou na pilha, ou b) a quantidade de memória necessária não é conhecido com antecedência.