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C语言 DAY10 内存分配

1.引入

        int nums[10] = {0}; //对
        int len = 10;
        int nums[len] = {0}; //错
        是因为系统的内存分配原则导致的

2.概述

        在系统运行时,系统为了更好的管理进程中的内存,所以将内存进行了分配,其分配的机制就称为内存分配

1.静态分配原则

        1.特点

                1、在程序编译或运行过程中,按事先规定大小分配内存空间的分配方式。

                2、必须事先知道所需空间的大小。
                3、分配在栈区或全局变量区,一般以数组的形式。
                
                4、按计划分配

  2.动态分配原则

        1.特点

                1、在程序运行过程中,根据需要大小自由分配所需空间。

                2、按需分配。
                3、分配在堆区,一般使用特定的函数进行分配。
        案例
                班级有15个学员,定义数组记录学员成绩
        double score[15] = {0};
        记录学员成绩
        1,输入学员数量
        2,在堆区申请
        3,扩展
        4,释放
注意
c 语言中提供了一系列动态分配内存的函数
这些函数大部分都在 stdlib.h 头文件中声明
free 释放
malloc 申请空间 , 默认值随机
calloc 申请空间 , 默认值为 0
realloc 扩展空间
string.h 中提供的函数
memset malloc 中的随机数设为 0

3.动态内存分配    

memset函数

作用:重置

语法:

#include <string.h>

void *memset = (void *s,int c,size_t  n);

s:原指针

c:重置后的数据

n:重置的数量

s开始,n个字节的数据,设置为c

示例:     

#include<stdio.h>
#include<string.h>
int main(int argc, char const *argv[])
{
        char strs[10] = {0};
        memset(strs,'a',10*1);
        for (int i = 0; i < 10; i++)
        {
        printf("%c ",strs[i]);
        }
        printf("\n");
        int nums[10] = {1,2,3,4,5,6,7,8,9,10};
        memset(nums,0,10 * 4);
        for (int i = 0; i < 10; i++)
        {
        printf("%d ",nums[i]);
        }
        printf("\n");
        return 0;
}

free函数

作用:释放空间

语法:

        #include<stdlib.h>

        void free(指针变量名);

malloc函数

作用:在堆中开辟一段内存空间

语法:

        #include<stdlib.h>

        void *malloc (size_t size);

参数:
        size:开辟空间大小,单位字节,size_t可以理解为无符号int
返回值:
        开辟的空间的地址
        开辟失败返回NULL
注意:
        1,在使用malloc需要判断是否开辟成功
        2,如果多次 malloc 申请的内存,第 1 次和第 2 次申请的内存不一定是连续的
        3,malloc的返回值在使用中记得强制类型转换
        4,malloc从堆区申请空间后 空间的内容中的值是随机的(与局部变量一样大概率为0),可以使用
memset函数对空间中的数据进行置
示例:
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
int main(int argc, char const *argv[])
{
//1, 申请空间
// 申请一个可以存储 10 int 数据的空间
        int *p = (int *)malloc(10 * sizeof(int));
//2, 判断是否开辟失败
        if (p == NULL)
        {
        printf("开辟失败 \n");
        return 0;
        }
// 0
        memset(p,0,10 *sizeof(int));
//3, 使用空间
        // for (int i = 0; i < 10; i++)
        // {
        // scanf("%d",&p[i]);
        // }
        for (int i = 0; i < 10; i++)
        {
        printf("%d ",p[i]);
        }
        printf("\n");
        //4,释放空间
        free(p);
        return 0;
}

calloc函数

作用:在堆中开辟一段内存空间

语法:

#include <stdlib.h>

void *calloc(size_t nmemb, size_t size);

参数:
        nmemb:申请的块数
        size:每块的大小
返回值:
        开辟的空间的地址
        开辟失败返回NULL
        int *p = malloc(10 * sizeof(int));
        int *p = calloc(10,sizeof(int));

示例:   

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
int main(int argc, char const *argv[])
{
//1, 申请空间
// 申请一个可以存储 10 int 数据的空间
        // int *p = (int *)malloc(10 * sizeof(int));
        int *p = (int *) calloc(10,sizeof(int));
//2, 判断是否开辟失败
        if (p == NULL)
        {
        printf("开辟失败 \n");
        return 0;
        }
// 0
        //memset(p,0,10 *sizeof(int));
//3, 使用空间
        for (int i = 0; i < 10; i++)
        {
        scanf("%d",&p[i]);
        }
        for (int i = 0; i < 10; i++)
        {
        printf("%d ",p[i]);
        }
        printf("\n");
//4, 释放空间
        free(p);
        return 0;
}

realloc函数 

作用:扩展空间

语法:

        void *realloc(void *ptr, size_t size);   

参数 :
        ptr:原指针
        size:从新开辟的大小 , 原大小 + 新开的大小
返回值 :
        开辟成功返回新地址
        开辟失败返回NULL
注意 :
        新地址不一定等于原地址, 但是大概率相同
示例:
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main(int argc, char const *argv[])
{
    int *p = (int *)calloc(3,sizeof(int));
    int *p2 = (int *)calloc(3,sizeof(int));
    //...
    p = realloc(p,20);
    for(int i = 0; i < 5; i++)
    {
        scanf("%d",&p[i]);
    }
    for(int i = 0; i < 5; i++)
    {
        printf("%d,",p[i]);
    }
    printf("\n");
    free(p);
    return 0;
}

 

4.内存泄露

概念:      

        申请的内存,首地址丢了,找不了,再也没法使用了,也没法释放了,这块内存就被泄
露了。
情况1: 记录申请的内存的指针变量指向别的地方
        
int *p = (int *)malloc(40);
int nums[10] = {};
p = nums;
情况2: 在函数中申请空间 , 使用完毕没有释放
void test()
{
int *p = (int *)malloc(40);
}
test();
防止多次释放:
        示例:
        
        int *p = (int *)malloc(40);
        free(p);
        free(p);
        //注意多次释放会报错
口诀 : 释放前判断 , 释放后置 NULL
        
int *p = (int *)malloc(40);
if(p != NULL)
{
free(p);
p = NULL;
}
if(p != NULL)
{
free(p);
p = NULL;
}

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