动态内存管理

#include<stdlib.h>

int main()
{
    //申请20个字节-存放5个整数
    int*p=(int*)malloc(20);
    if (p == NULL)
    {
        perror("malloc");
        return 1;
    }
    //使用空间
    int i = 0;
    for (i = 0; i < 5; i++)
    {
        *(p + i) = i + 1;
    }
    //释放内存
    free(p);
    p = NULL;//传递给free函数的是要释放的内存空间的起始地址
    return 0;
}

错误演示：

#include<stdlib.h>

int main()
{
    //申请20个字节-存放5个整数
    int* p = (int*)malloc(20);
    if (p == NULL)
    {
        perror("malloc");
        return 1;
    }
    //使用空间
    int i = 0;
    for (i = 0; i < 5; i++)
    {
        *p = i + 1;
        p++;
    }
    //释放内存
    free(p);//此时传递给free的已不是要释放内存空间的起始地址
    p = NULL;
    return 0;
}

3. calloc和realloc

3.1 calloc

C语⾔还提供了⼀个函数叫 1 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<stdlib.h>
#include<stdio.h>

int main()
{
	int* p = (int*)calloc(5, sizeof(int));
	if (p == NULL)
	{
		perror("calloc");
		return 1;
	}
	int i = 0;
	for (i = 0; i < 5; i++)
	{
		printf("%d ", *(p + i));
	}
	free(p);
	p = NULL;
	return 0;
}

所以如果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。

3.2 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。

例如

#include<stdlib.h>
#include<stdio.h>

int main()
{
	int* p = (int*)malloc(5 * sizeof(int));
	if (p == NULL)
	{
		perror("malloc");
		return 1;
	}
	for (int i = 0; i < 5; i++)
	{
		*(p + i) = i + 1;
	}
	//希望将空间调整为40个字节
	int* ptr = (int*)realloc(p, 40);
	if (ptr != NULL)
	{
		p = ptr;
	}
	else
	{
		perror("realloc");
	}
	//使用
	for (int i = 5; i < 10; i++)
	{
		*(p + i) = i + 1;
	}
	for (int i = 0; i < 10; i++)
	{
		printf("%d ", *(p + i));
	}
	free(p);
	p = NULL;

	return 0;
}

4. 常⻅的动态内存的错误

4.1 对NULL指针的解引⽤操作

void test()
{
	int* p = (int*)malloc(INT_MAX / 4);
	*p = 20;//如果p的值是NULL,就会有问题
		free(p);
}

4.2 对动态开辟空间的越界访问

void test()
{
	int i = 0;
	int* p = (int*)malloc(10 * sizeof(int));
	if (NULL == p)
	{
		exit(EXIT_FAILURE);
	}
	for (i = 0; i <= 10; i++)
	{
	}
	free(p);

	*(p + i) = i;//当i是10的时候越界访问
}

4.3 对⾮动态开辟内存使⽤free释放

void test()
{
	int a = 10;
	int* p = &a;
	free(p);
}

4.4 使⽤free释放⼀块动态开辟内存的⼀部分

void test()
{
	int* p = (int*)malloc(100);
	p++;
	free(p);
}

4.5 对同⼀块动态内存多次释放

void test()
{
	int* p = (int*)malloc(100);
	free(p);
	free(p);//重复释放
}

4.6 动态开辟内存忘记释放（内存泄漏）

 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。

5.柔性数组

也许你从来没有听说过柔性数组（flexiblearray）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。例如

typedef struct st_type
{
	int i;
	int a[0];//柔性数组成员

}type_a

5.1 柔性数组的特点：

• 结构中的柔性数组成员前⾯必须⾄少⼀个其他成员。

• sizeof返回的这种结构⼤⼩不包括柔性数组的内存。

• 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。

typedef struct st_type
{
	int i;
	int a[0];//柔性数组成员

}type_a;
int main()
{
printf("%d\n", sizeof(type_a));//输出的是4
return 0;
}

5.2 柔性数组的使⽤

例如：


#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>

typedef struct st_type
{
	int i;
	int a[0];//柔性数组成员

}type_a;

int main()
{
	int i = 0;
	type_a* p = (type_a*)malloc(sizeof(type_a)+100*sizeof(int));

	p->i = 100;
	for (i = 0; i < 100; i++)
	{
		p->a[i] = i;
	}
	free(p);
	p=NULL;
	return 0;
}

这样柔性数组成员a，相当于获得了100个整型元素的连续空间。

5.3 柔性数组的优势

上述的type_a结构也可以设计为下⾯的结构，也能完成同样的效果。


#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
typedef struct st_type
{
	int i;
	int* p_a;
}type_a;
int main()
{
	type_a* p = (type_a*)malloc(sizeof(type_a));
	p->i = 100;
	p->p_a = (int*)malloc(p->i * sizeof(int));
	//业务处理
	int i = 0;
	for (i = 0; i < 100; i++)
	{
		p->p_a[i] = i;
	}
	//释放空间

	free(p->p_a);
	p->p_a = NULL;
	free(p);
	p = NULL;
	return 0;
}

上述代码能实现相同的功能，但第一种方法有两个好处

第⼀个好处是：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⼾。⽤⼾调⽤free可以释放结构体，但是⽤⼾并不知道这个结构体内的成员也需要free，所以你不能指望⽤⼾来发现这个事。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，并返回给⽤⼾⼀个结构体指针，⽤⼾做⼀次free就可以把所有的内存也给释放掉。

第⼆个好处是：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。

6.总结C/C++中程序内存区域划分

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。

原文地址:https://blog.csdn.net/2302_80713883/article/details/136995338 本文来自互联网用户投稿，该文观点仅代表作者本人，不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务，不拥有所有权，不承担相关法律责任。如若转载，请注明出处：https://www.suanlizi.com/kf/1772866645354745856.html 如若内容造成侵权/违法违规/事实不符，请联系《酸梨子》网邮箱：1419361763@qq.com进行投诉反馈，一经查实，立即删除！

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