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!!!

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