【C语言】动态内存管理
创始人
2024-05-29 13:26:28
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一.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:

        1. 空间开辟大小是固定的。         2. 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。

二.动态内存函数的介绍

                malloc和free         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。
     1. ·如果开辟成功,则返回一个指向开辟好空间的指针。      2. 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。      3. 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。      4. 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。
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。
malloc和free都声明在 stdlib.h 头文件中。 举个例子:
#include 
int main()
{//代码1int num = 0;scanf("%d", &num);int arr[num] = {0};//代码2int* ptr = NULL;ptr = (int*)malloc(num*sizeof(int));if(NULL != ptr)//判断ptr指针是否为空{int i = 0;for(i=0; i

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。原型如下:
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。 举个例子:
#include
#include
int main()
{int *p = calloc(10, sizeof(int));if(NULL != p){//使用空间}free(p);p = NULL;return 0;
}

所以如何我们对申请的内存空间的内容要求初始化,那么可以很方便的使用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.函数原型如下:         
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

        情况1 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。         情况2 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。 由于上述的两情况,realloc函数的使用就要注意一些。 举个例子:         
#include 
int main()
{int *ptr = malloc(100);if(ptr != NULL){//业务处理}else{exit(EXIT_FAILURE);    }//扩展容量//代码1ptr = realloc(ptr, 1000);//这样可以吗?(如果申请失败会如何?)//代码2int*p = NULL;p = realloc(ptr, 1000);if(p != NULL){ptr = p;}//业务处理free(ptr);return 0;
}

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