动态内存管理（上）——“C”
各位CSDN的uu们你们好呀，今天，小雅兰的内容是动态内存管理噢，下面，让我们进入动态内存管理的世界吧
为什么存在动态内存分配
动态内存函数的介绍
malloc
free
calloc
realloc
常见的动态内存错误
为什么存在动态内存分配
我们已经掌握的内存开辟方式有：
int val = 20;//在栈空间上开辟四个字节 char arr[10] = {0};//在栈空间上开辟10个字节的连续空间但是上述的开辟空间的方式有两个特点：
- 空间开辟大小是固定的。
- 数组在申明的时候，必须指定数组的长度，它所需要的内存在编译时分配。
但是对于空间的需求，不仅仅是上述的情况。有时候我们需要的空间大小在程序运行的时候才能知道， 那数组的编译时开辟空间的方式就不能满足了。 这时候就只能试试动态存开辟了。
动态内存函数的介绍
malloc
C语言提供了一个动态内存开辟的函数：
void* malloc (size_t size);
这个函数向内存申请一块连续可用的空间，并返回指向这块空间的指针。
- 如果开辟成功，则返回一个指向开辟好空间的指针。
- 如果开辟失败，则返回一个NULL指针，因此malloc的返回值一定要做检查。
- 返回值的类型是 void* ，所以malloc函数并不知道开辟空间的类型，具体在使用的时候使用者自己来决定。
- 如果参数size为0，malloc的行为是标准是未定义的，取决于编译器。
free
C语言提供了另外一个函数free，专门是用来做动态内存的释放和回收的
函数原型如下：
void free (void* ptr);
free函数用来释放动态开辟的内存。
- 如果参数 ptr 指向的空间不是动态开辟的，那free函数的行为是未定义的。
- 如果参数 ptr 是NULL指针，则函数什么事都不做。
下面，让我们来使用一下malloc和free
#include<stdio.h> #include<stdlib.h> #include<string.h> #include<errno.h> int main() { //申请 int* p = (int*)malloc(20);//20个字节 if (p == NULL) { printf("%s\n", strerror(errno)); return 1; } //使用 int i = 0; for (i = 0; i < 5; i++) { *(p + i) = i + 1; } for (i = 0; i < 5; i++) { printf("%d ", *(p + i)); } //释放 free(p); p = NULL; return 0; }
calloc
C语言还提供了一个函数叫 calloc ， calloc 函数也用来动态内存分配。
void* calloc (size_t num, size_t size);
- 函数的功能是为 num 个大小为 size 的元素开辟一块空间，并且把空间的每个字节初始化为0。
- 与函数 malloc 的区别只在于 calloc 会在返回地址之前把申请的空间的每个字节初始化为全0。
还是来使用一下calloc函数
#include<stdio.h> #include<stdlib.h> #include<string.h> #include<errno.h> int main() { int* p = (int*)calloc(10, sizeof(int)); if (p == NULL) { printf("calloc()-->%s\n", strerror(errno)); return 1; } //使用 int i = 0; for (i = 0; i < 10; i++) { printf("%d ", p[i]); } //释放 free(p); p = NULL; return 0; }
所以如何对申请的内存空间的内容要求初始化，那么我们可以很方便的使用calloc函数来完成任务。
realloc
realloc函数的出现让动态内存管理更加灵活。
- 有时会我们发现过去申请的空间太小了，有时候我们又会觉得申请的空间过大了，那为了合理的时候内存，我们一定会对内存的大小做灵活的调整。那 realloc 函数就可以做到对动态开辟内存大小的调整。
void* realloc (void* ptr, size_t size);
- ptr 是要调整的内存地址
- size 调整之后新大小 返回值为调整之后的内存起始位置。
- 这个函数调整原内存空间大小的基础上，还会将原来内存中的数据移动到新的空间。
- realloc在调整内存空间的是存在两种情况：
情况1：原有空间之后有足够大的空间
情况2：原有空间之后没有足够大的空间
当是情况1 的时候，要扩展内存就直接原有内存之后直接追加空间，原来空间的数据不发生变化。
当是情况2的时候，原有空间之后没有足够多的空间时，扩展的方法是：在堆空间上另找一个合适大小的连续空间来使用。这样函数返回的是一个新的内存地址。
由于上述的两种情况，realloc函数的使用就要注意一些。
下面，还是要来使用一下realloc函数
#include<stdio.h> #include<stdlib.h> #include<string.h> #include<errno.h> int main() { int* p = (int*)malloc(20); if (p == NULL) { printf("%s\n", strerror(errno)); return 1; } //使用 int i = 0; for (i = 0; i < 5; i++) { p[i] = i + 1; } //p=realloc(p,20); //不可以这样写 //因为：如果调整空间失败，返回一个NULL，不仅没有调整成功，反而把之前malloc出的20个字节给毁了 //可谓是“赔了夫人又折兵” int* ptr = (int*)realloc(p, 40); if (ptr != NULL) { p = ptr; //使用 for (i = 5; i < 10; i++) { p[i] = i + 1; } for (i = 0; i < 10; i++) { printf("%d ", p[i]); } } else { printf("realloc()-->%s\n", strerror(errno)); return 1; } //释放 free(p); p = NULL; return 0; }
常见的内存错误
对NULL指针的解引用操作
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
int main()
{
int* p = (int*)malloc(20);
//可能会对NULL指针的解引用操作
//所以malloc函数的返回值是要判断的
int i = 0;
for (i = 0; i < 5; i++)
{
p[i] = i;
}
free(p);
p = NULL;
return 0;
}对动态开辟空间的越界访问
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<string.h>
#include<errno.h>
int main()
{
int* p = (int*)malloc(20);
//可能会对NULL指针的解引用操作
//所以malloc函数的返回值是要判断的
if (p == NULL)
{
printf("%s\n", strerror(errno));
return 1;
}
int i = 0;
//越界访问
for (i = 0; i < 10; i++)
{
p[i] = i;
}
free(p);
p = NULL;
return 0;
}
对非动态开辟内存使用free释放
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
int main()
{
int arr[] = { 1,2,3,4,5 };
int* p = arr;
//......
free(p);
p = NULL;
return 0;
}
使用free释放一块动态开辟内存的一部分
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<string.h>
#include<errno.h>
int main()
{
int* p = (int*)malloc(20);
if (p == NULL)
{
printf("%s\n", strerror(errno));
return 0;
}
int i = 0;
for (i = 0; i < 5; i++)
{
*p = i + 1;
p++;
}
free(p);//p不再指向动态内存的起始位置
p = NULL;
return 0;
}
对同一块动态内存多次释放
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<string.h>
#include<errno.h>
int main()
{
int* p = (int*)malloc(20);
if (p == NULL)
{
printf("%s\n", strerror(errno));
return 1;
}
//使用
//......
//释放
free(p);
free(p);
p = NULL;
return 0;
}
把这个代码稍微改一下：
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<string.h>
#include<errno.h>
int main()
{
int* p = (int*)malloc(20);
if (p == NULL)
{
printf("%s\n", strerror(errno));
return 1;
}
//使用
//......
//释放
free(p);
p = NULL;
free(p);
p = NULL;
return 0;
}这样就是可以的啦
动态开辟内存忘记释放（内存泄漏）
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
void test()
{
int* p = (int*)malloc(20);
//使用
//存放1 2 3 4 5
}
int main()
{
test();
return 0;
}#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
void test()
{
int * p = (int*)malloc(100);
if(NULL!=p)
{
*p = 20;
}
}
int main()
{
test();
while(1);
}
忘记释放不再使用的动态开辟的空间会造成内存泄漏。
切记：动态开辟的空间一定要释放，并且正确释放 。
好啦，小雅兰今天的内容就到这里了，这一块的知识确实对我来说是一个非常大的挑战，我会尽量去学，努力在自己大彻大悟的时候帮助到一直支持我的uu，嘿嘿，学习了动态内存管理之后，接下来，敬请期待小雅兰的动态版通讯录噢！！！
