动态内存操作（2）

接上一篇文章http://t.csdn.cn/1ONDq，这次我们继续讲解关于动态内存的相关知识。

一、常见的动态内存错误

1.对NULL指针进行解引用操作

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<limits.h>
int main()
{int* p = (int*)malloc(INT_MAX/4);*p = 20;//如果没有足够的空间导致p为NULL，就会有问题//所以必须对malloc的返回值进行判断free(p);p = NULL;return 0;
}

2.对动态开辟空间的越界访问

int main()
{int* p = (int*)malloc(40);if (p == NULL){perror("malloc");return 1;}int i = 0;for (i = 0; i < 11; i++){p[i] = 0;//原本只申请了十个整型的空间，但却访问十一个整型//所以造成越界访问}free(p);p = NULL;return 0;
}

3.对非动态开辟的内存使用free释放

int main()
{int a = 0;int* p = &a;free(p);//p不是动态开辟的空间，不能释放p = NULL;return 0;
}

4.使用free释放动态开辟内存的一部分

int main()
{int* p = (int*)malloc(40);if (p == NULL){perror("malloc");return 1;}int i = 0;for (i = 0; i < 5; i++){p[i] = 0;p++;}//p++导致p不再指向这块空间的起始地址//所以如果释放p，等于释放这块空间的一部分（后五个整型空间）//这样就会出问题free(p);p = NULL;return 0;
}

5.对同一快动态内存多次释放

int main()
{int* p = (int*)malloc(40);if (p == NULL){perror("malloc");return 1;}free(p);//。。。。。free(p);//有时候头脑不清醒就可能释放多次，这样就会出问题return 0;
}

6.动态开辟内存后忘记释放内存（最常见）

即我们动态申请内存后，最后忘记用free释放了，这样就会造成内存泄漏。

二、几个关于动态内存的经典例题

例题1、代码运行结果是什么？

源代码：

void GetMemory(char* p)
{p = (char*)malloc(100);
}
void Test(void)
{char* str = NULL;GetMemory(str);strcpy(str, "hello world");printf(str);
}int main()
{Test();return 0;
}

问：这段代码运行结果会是什么呢？

例题1解答：

一是没有释放动态内存；

二是会产生这样的错误：

原因是：因为在Test函数中，把str指针置空，然后作为参数传给GesMemory函数，该函数形参用指针p接收，这样指针p也为NULL，然后给指针p动态开辟空间，函数结束，到strcpy函数，但我们注意，我们是给指针p开辟空间，但指针str是没有变的，很多伙伴想不清楚，这不是传址调用吗，p指针变了，str指针也应该跟着变呀？

实则不然，我们应该注意参数是指针也不一定是传址调用，这里是指针之间赋值，应该同时上升一段层次，这里要二级指针才算传址调用，所以指针str是不会变的，还是NULL，既然是NULL，所以就没有足够的空间能放下strcpy的第二个参数，所以报错。

例题2、代码运行结果是什么？

char* GetMemory(void)
{char p[] = "hello world";return p;
}
void Test(void)
{char* str = NULL;str = GetMemory();printf(str);
}int main()
{Test();return 0;
}

问：这段代码运行结果是什么？

例题2解答：

会产生这样的结果：

“很多小伙伴可能觉得，在GetMemory函数里面返回字符串的起始地址p，所以在Test函数里面用指针str来接收并打印，所以运行结果应该为打印字符串。”

但实则不然，我们一定要注意每个变量的生命周期，数组p的生命周期就只在函数GetMemory里面，所以当该函数return后，里面的变量所占的空间都会被自动销毁（释放），既然p的空间已经被释放了，还赋值给指针str，所以str就是个野指针，再打印str，就造成非法访问内存了。

这类问题属于：返回栈空间地址的问题。

三、C/C++程序的内存开辟

如下图：

C/C++ 程序内存分配的几个区域：

1. 栈区（ stack ）：在执行函数时，函数内局部变量的存储单元都可以在栈上创建，函数执行结束时这些存储单元自动被释放。栈内存分配运算内置于处理器的指令集中，效率很高，但是分配的内存容量有限。 栈区主要存放运行函数而分配的局部变量、函数参数、返回数据、返回地址等。

2. 堆区（ heap ）：一般由程序员分配释放， 若程序员不释放，程序结束时可能由 OS 回收。分配方式类似于链表。

3. 数据段（静态区）（ static ）存放全局变量、静态数据。程序结束后由系统释放。

4. 代码段：存放函数体（类成员函数和全局函数）的二进制代码。

实际上普通的局部变量是在 栈区 分配空间的，栈区的特点是在上面创建的变量出了作用域就销毁。但是被static 修饰的变量存放在 数据段（静态区） ，数据段的特点是在上面创建的变量，直到程序 结束才销毁 ，所以生命周期变长。

四、柔性数组

（一）、柔性数组的概念：

也许你从来没有听说过 柔性数组（ flexible array ） 这个概念，但是它确实是存在的。

C99 中，结构中的最后一个元素允许是未知大小的数组，这就叫做『柔性数组』成员。

如下：

//定义一：
struct S
{int a;int arr[0];
};
//定义二：
struct B
{int a;char b;int arr[];
};

（二）、柔性数组的特点：

1、 结构中的柔性数组成员前面必须至少一个其他成员。

2、 sizeof 返回的这种结构大小不包括柔性数组的内存，即sizeof只计算柔性数组前面的成员的大小。

3、 包含柔性数组成员的结构用 malloc () 函数进行内存的动态分配，并且分配的内存应该大于结构的大 小，以适应柔性数组的预期大小。

（三）、柔性数组的使用：

如下例：

struct S
{int a;int arr[];
};int main()
{//动态开辟了4+40个字节,因为柔性数组是不会被sizeof计算的//前面四个字节是给成员a的，后面四十个字节给柔性数组//因为柔性数组的大小是未知的，我们只需给出预期大小struct S* str = (struct S*)malloc(sizeof(struct S) + 40);//检查if (str == NULL){perror("malloc");return 1;}//使用str->a = 10;int i = 0;for (i = 0; i < 10; i++){str->arr[i] = i + 1;//printf("%d ", str->arr[i]);}//用realloc扩容，因为柔性数组大小未知，是可以改变的//将之前柔性数组的10个字节的大小扩容到15个struct S* p = (struct S*)realloc(str, sizeof(struct S) + 60);//检查if (p == NULL){perror("realloc");return 1;}//使用str = p;for (i = 10; i < 15; i++){str->arr[i] = i + 1;}//打印for (i = 0; i < 15; i++){printf("%d ", str->arr[i]);}//释放free(str);str = NULL;return 0;
}

用malloc函数进行开辟空间，用realloc函数进行扩容，这样数组的大小就是可变的、柔性

的，这就是柔性数组的特点。

（四）、柔性数组的优势：

1.方便内存释放：

如果我们的代码是在一个给别人用的函数中，你在里面做了二次内存分配，并把整个结构体返回给用户。用户调用free 可以释放结构体，但是用户并不知道这个结构体内的成员也需要 free， 所以你不能指望用户来发现这个事。所以，如果我们把结构体的内存以及其成员要的内存一次性分配好了，并返回给用户一个结构体指针，用户做一次free 就可以把所有的内存也给释放掉。

2.这样有利于访问速度：

连续的内存有益于提高访问速度，也有益于减少内存碎片。（其实，我个人觉得也没多高了，反正你跑不了要用做偏移量的加法来寻址）。