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2. 動(dòng)態(tài)內(nèi)存函數(shù)的介紹
2.1 malloc和free
2.2 calloc
2.3 realloc
3. 常見的動(dòng)態(tài)內(nèi)存錯(cuò)誤
3.1 對(duì)NULL指針的解引用操作
3.2 對(duì)動(dòng)態(tài)開辟空間的越界訪問
3.3 對(duì)非動(dòng)態(tài)開辟內(nèi)存使用free釋放
3.4 使用free釋放一塊動(dòng)態(tài)開辟內(nèi)存的一部分
3.5 對(duì)同一塊動(dòng)態(tài)內(nèi)存多次釋放
3.6 動(dòng)態(tài)開辟內(nèi)存忘記釋放(內(nèi)存泄漏)
4. C/C++程序的內(nèi)存開辟
5. 柔性數(shù)組
5.1 柔性數(shù)組的特點(diǎn):
5.2 柔性數(shù)組的使用
內(nèi)存開辟方式有:
int val = 20;//在??臻g上開辟四個(gè)字節(jié)
char arr[10] = {0};//在棧空間上開辟10個(gè)字節(jié)的連續(xù)空間
但是上述的開辟空間的方式有兩個(gè)特點(diǎn):
1. 空間開辟大小是固定的。
2. 數(shù)組在申明的時(shí)候,必須指定數(shù)組的長度,它所需要的內(nèi)存在編譯時(shí)分配。
但是對(duì)于空間的需求,不僅僅是上述的情況。有時(shí)候我們需要的空間大小在程序運(yùn)行的時(shí)候才能知道, 那數(shù)組的編譯時(shí)開辟空間的方式就不能滿足了。 這時(shí)候就只能試試動(dòng)態(tài)存開辟了。
2. 動(dòng)態(tài)內(nèi)存函數(shù)的介紹 2.1 malloc和freeC語言提供了一個(gè)動(dòng)態(tài)內(nèi)存開辟的函數(shù):
void* malloc (size_t size);
參數(shù)size是要開辟的內(nèi)存的大?。ㄒ宰止?jié)為單位),返回值是指向這塊空間的指針。
- 如果開辟成功,則返回一個(gè)指向開辟好空間的指針。
- 如果開辟失敗,則返回一個(gè)NULL指針,因此malloc的返回值一定要做檢查。
- 返回值的類型是 void* ,所以malloc函數(shù)并不知道開辟空間的類型,具體在使用的時(shí)候使用者自己 來決定。
- 如果參數(shù) size 為0,malloc的行為是標(biāo)準(zhǔn)是未定義的,取決于編譯器。
C語言提供了另外一個(gè)函數(shù)free,專門是用來做動(dòng)態(tài)內(nèi)存的釋放和回收的,函數(shù)原型如下:
void free (void* ptr);
- 如果參數(shù) ptr 指向的空間不是動(dòng)態(tài)開辟的,那free函數(shù)的行為是未定義的。
- 如果參數(shù) ptr 是NULL指針,則函數(shù)什么事都不做。
- 如果程序不結(jié)束,動(dòng)態(tài)內(nèi)存不經(jīng)過free釋放,動(dòng)態(tài)內(nèi)存是不會(huì)被釋放的。
malloc和free都聲明在 stdlib.h 頭文件中
例子:
#include#include#includeint main()
{
//int arr[10];//向內(nèi)存申請了40個(gè)字節(jié)
int* p = (int*)malloc(10*sizeof(int));
int* ptr = p;
if (p == NULL)
{
printf("%s\n", strerror(errno));//輸出錯(cuò)誤信息
return 1;
}
int i = 0;
for (i = 0; i< 10; i++)
{
*ptr = i;
ptr++;
}
free(p);
p = NULL;
ptr = NULL;
return 0;
}
2.2 callocvoid* calloc (size_t num, size_t size);
函數(shù)的功能是為 num 個(gè)大小為 size 的元素開辟一塊空間,并且把空間的每個(gè)字節(jié)初始化為0。 與函數(shù) malloc 的區(qū)別只在于 calloc 會(huì)在返回地址之前把申請的空間的每個(gè)字節(jié)初始化為全0。
例子:
#include#includeint main()
{
int *p = (int*)calloc(10, sizeof(int));
if(NULL != p)
{
int i = 0;
for(i=0; i
所以如何我們對(duì)申請的內(nèi)存空間的內(nèi)容要求初始化,那么可以很方便的使用calloc函數(shù)來完成任務(wù)。
2.3 reallocrealloc函數(shù)的出現(xiàn)讓動(dòng)態(tài)內(nèi)存管理更加靈活。
有時(shí)會(huì)我們發(fā)現(xiàn)過去申請的空間太小了,有時(shí)候我們又會(huì)覺得申請的空間過大了,那為了合理的時(shí) 候內(nèi)存,我們一定會(huì)對(duì)內(nèi)存的大小做靈活的調(diào)整。那 realloc 函數(shù)就可以做到對(duì)動(dòng)態(tài)開辟內(nèi)存大小 的調(diào)整。
函數(shù)原型如下:
void* realloc (void* ptr, size_t size);
- ptr 是要調(diào)整的內(nèi)存地址
- size 調(diào)整之后新大小
- 返回值為調(diào)整之后的內(nèi)存起始位置。
- 這個(gè)函數(shù)調(diào)整原內(nèi)存空間大小的基礎(chǔ)上,還會(huì)將原來內(nèi)存中的數(shù)據(jù)移動(dòng)到新的空間。
realloc在調(diào)整內(nèi)存空間的是存在兩種情況:
情況1:原有空間之后有足夠大的空間
要擴(kuò)展內(nèi)存就直接原有內(nèi)存之后直接追加空間,原來空間的數(shù)據(jù)不發(fā)生變化。
情況2:原有空間之后沒有足夠大的空間
當(dāng)是情況2 的時(shí)候,原有空間之后沒有足夠多的空間時(shí),擴(kuò)展的方法是:在堆空間上另找一個(gè)合適大小的連續(xù)空間來使用。這樣函數(shù)返回的是一個(gè)新的內(nèi)存地址。
例子:
#includeint main()
{
int *ptr = (int*)malloc(100);
if(ptr != NULL)
{
//業(yè)務(wù)處理
}
else
{
exit(EXIT_FAILURE);
}
//擴(kuò)展容量
//代碼1
ptr = (int*)realloc(ptr, 1000);//這樣是不可以的,如果申請空間失敗,將會(huì)返回空指針給ptr,導(dǎo)致原來的數(shù)據(jù)也找不到
//代碼2
int*p = NULL;
p = realloc(ptr, 1000);
if(p != NULL)
{
ptr = p;
}
//業(yè)務(wù)處理
free(ptr);
return 0;
}
3. 常見的動(dòng)態(tài)內(nèi)存錯(cuò)誤
3.1 對(duì)NULL指針的解引用操作void test()
{
int *p = (int *)malloc(INT_MAX/4);
*p = 20;
free(p);
}
如果開辟空間失敗,p的值是NULL,就會(huì)對(duì)空指針進(jìn)行解引用操作,出現(xiàn)問題。
3.2 對(duì)動(dòng)態(tài)開辟空間的越界訪問void test()
{
int i = 0;
int *p = (int *)malloc(10*sizeof(int));
if(NULL == p)
{
exit(EXIT_FAILURE);
}
for(i=0; i<=10; i++)
{
*(p+i) = i;//當(dāng)i是10的時(shí)候越界訪問
}
free(p);
}
3.3 對(duì)非動(dòng)態(tài)開辟內(nèi)存使用free釋放void test()
{
int a = 10;
int *p = &a;
free(p);
}
3.4 使用free釋放一塊動(dòng)態(tài)開辟內(nèi)存的一部分void test()
{
int *p = (int *)malloc(100);
p++;
free(p);
}
經(jīng)過“p++”后,p不再指向動(dòng)態(tài)內(nèi)存的起始位置。
3.5 對(duì)同一塊動(dòng)態(tài)內(nèi)存多次釋放void test()
{
int *p = (int *)malloc(100);
free(p);
free(p);
}
p重復(fù)釋放。
3.6 動(dòng)態(tài)開辟內(nèi)存忘記釋放(內(nèi)存泄漏)void test()
{
int *p = (int *)malloc(100);
if(NULL != p)
{
*p = 20;
}
}
int main()
{
test();
while(1);
}
如果程序不結(jié)束,動(dòng)態(tài)內(nèi)存不經(jīng)過free釋放,動(dòng)態(tài)內(nèi)存是不會(huì)被釋放的,就會(huì)出現(xiàn)內(nèi)存泄漏的現(xiàn)象。
4. C/C++程序的內(nèi)存開辟C/C++程序內(nèi)存分配的幾個(gè)區(qū)域:
1. 棧區(qū)(stack):在執(zhí)行函數(shù)時(shí),函數(shù)內(nèi)局部變量的存儲(chǔ)單元都可以在棧上創(chuàng)建,函數(shù)執(zhí)行結(jié) 束時(shí)這些存儲(chǔ)單元自動(dòng)被釋放。棧內(nèi)存分配運(yùn)算內(nèi)置于處理器的指令集中,效率很高,但是 分配的內(nèi)存容量有限。 棧區(qū)主要存放運(yùn)行函數(shù)而分配的局部變量、函數(shù)參數(shù)、返回?cái)?shù)據(jù)、返 回地址等。
2. 堆區(qū)(heap):一般由程序員分配釋放, 若程序員不釋放,程序結(jié)束時(shí)可能由OS回收 。分 配方式類似于鏈表。
3. 數(shù)據(jù)段(靜態(tài)區(qū))(static)存放全局變量、靜態(tài)數(shù)據(jù)。程序結(jié)束后由系統(tǒng)釋放。
4. 代碼段:存放函數(shù)體(類成員函數(shù)和全局函數(shù))的二進(jìn)制代碼。?
實(shí)際上普通的局部變量是在棧區(qū)分配空間的,棧區(qū)的特點(diǎn)是在上面創(chuàng)建的變量出了作用域就銷毀。 但是被static修飾的變量存放在數(shù)據(jù)段(靜態(tài)區(qū)),數(shù)據(jù)段的特點(diǎn)是在上面創(chuàng)建的變量,直到程序 結(jié)束才銷毀所以生命周期變長。
5. 柔性數(shù)組柔性數(shù)組(Flexible?Array)是引入的一個(gè)新特性,它允許你在定義結(jié)構(gòu)體時(shí)創(chuàng)建一個(gè)空數(shù)組,而這個(gè)數(shù)組的大小可以在程序運(yùn)行的過程中根據(jù)你的需求進(jìn)行更改特別注意的一點(diǎn)是:這個(gè)空數(shù)組必須聲明為結(jié)構(gòu)體的最后一個(gè)成員,并且還要求這樣的結(jié)構(gòu)體至少包含一個(gè)其他類型的成員。
不同編譯器有不同的定義形式:
typedef struct st_type
{
int i;
int a[0];//柔性數(shù)組成員
}type_a;
typedef struct st_type
{
int i;
int a[];//柔性數(shù)組成員
}type_a;
5.1 柔性數(shù)組的特點(diǎn):5.2 柔性數(shù)組的使用
- 結(jié)構(gòu)中的柔性數(shù)組成員前面必須至少一個(gè)其他成員。
- sizeof 返回的這種結(jié)構(gòu)大小不包括柔性數(shù)組的內(nèi)存。
- 包含柔性數(shù)組成員的結(jié)構(gòu)用malloc ()函數(shù)進(jìn)行內(nèi)存的動(dòng)態(tài)分配,并且分配的內(nèi)存應(yīng)該大于結(jié)構(gòu)的大 小,以適應(yīng)柔性數(shù)組的預(yù)期大小。
包含柔性數(shù)組成員的結(jié)構(gòu)用malloc函數(shù)進(jìn)行內(nèi)存的動(dòng)態(tài)分配,且分配的內(nèi)存應(yīng)該大于結(jié)構(gòu)的大小,以適應(yīng)柔性數(shù)組的預(yù)期大小。
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include#includestruct S
{
int x;
int a[];
};
int main()
{
//為柔性數(shù)組a[]開辟了40個(gè)字節(jié)的空間
struct S *ps =(struct S*)malloc(sizeof(struct S) + 40);
if (ps == NULL) //檢查是否為空指針
{
perror("ps");
return 1;
}
ps->x = 10;
int i = 0;
for (i = 0; i< 10; i++)
{
ps->a[i] = i; //數(shù)組使用
}
for (i = 0; i< 10; i++)
{
printf("%d ",ps->a[i]); //數(shù)組打印
}
//若覺得40不夠用,可用realloc擴(kuò)容
//如:
struct S* ptr = (struct S*)realloc(ps, sizeof(struct S) + 80);
if (ptr == NULL) //檢查是否為空指針
{
perror("realloc");
return 1;
}
else
{
ps = ptr;
}
free(ps); //釋放內(nèi)存并置為空指針
ps = NULL;
}
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當(dāng)前標(biāo)題:【C語言】動(dòng)態(tài)內(nèi)存管理-創(chuàng)新互聯(lián)
文章分享:http://www.rwnh.cn/article16/dscegg.html
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