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开辟的内存空间…动态内存管理 1.前言
目前来回顾一下想要在内存中开辟空间有哪些方法 创建变量 int a 0;//在栈上开辟了4字节的空间创建数组 int arr[10] { 0 };//在栈上开辟40字节的空间 但是这两种开辟方式都有两个特点
开辟的内存空间大小是固定的。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。此时就只能试试动态内存开辟了 2.动态内存函数的介绍
2.1 [malloc函数](malloc - C Reference (cplusplus.com))和free函数
用于开辟内存的函数
void* malloc(size_t size);这个函数能申请一块连续的指定大小为 size字节大小的内存同时返回指向该内存的指针。
假若内存开辟成功则返回一个指向开辟好的内存的指针。假如内存开辟失败则返回NULL指针所以在使用malloc函数的时候一定要对函数的返回进行检查不为NULL才能继续使用。要注意函数的返回值是一个空指针可以指向任何类型空间所以在接收返回值时需要将其转换成我们需要的类型再进行接收。假设给malloc函数的size参数传递的值为0此时该函数的行为是未定义的取决于编译器。 注意malloc函数是在堆上开辟的空间堆上的空间的释放只能通过两种方式 等待程序运行结束自动释放。使用free函数主动释放。 用于释放内存的函数
void free(void* ptr);free函数用于释放在堆上开辟的内存。
假如ptr所指向的空间不是动态开辟的那么该行为是未定义的极有可能报错。假若ptr的值为NULL那么此时free函数什么都不做。
malloc和free函数的声明都在 stdlib.h头文件中。
接下来看几个例子
int main()
{//代码1int num 0;scanf(%d, num);int arr[num] { 0 };return 0;
}这里的代码是会报错的因为数组的创建方括号里的值必须是常量。要特别注意。
再看一个例子
int main()
{//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 num; i){*(ptr i) 0;}}free(ptr);//释放ptr所指向的动态内存ptr NULL;//是否有必要return 0;
}这里在释放了动态开辟的空间之后是否要将指向该内存的指针变量置为空呢这里一定是要置为空的可以有效防止后面对该指针进行解引用操作等。这是一种较好的习惯。
看看下一段代码
int main()
{int* arr (int*)malloc(sizeof(int) * 10);for (int i 0; i10; i){printf(%d\n, arr[i]);}printf(\n);return 0;
}通过运行结果不难发现malloc函数开辟的空间的值是随机值。经过malloc函数开辟的空间中的值都会是默认值。这里就可以使用接下来要介绍的calloc函数了。
2.2 calloc函数
用于动态开辟内存的函数
void* calloc (size_t num, size_t size);函数的功能是为num个大小为size的元素开辟空间并且可以将开辟出的每个字节都初始化为0。calloc函数与malloc函数的差别就是malloc函数会在返回空间首地址之前将每个字节都初始化为0。
例子
#include stdio.h
#include stdlib.h
int main()
{int *p (int*)calloc(10, sizeof(int));if(NULL ! p){//使用空间这里忽略内容。}free(p);p NULL;return 0;
}2.3realloc函数
void* realloc (void* ptr, size_t size);realloc函数可以让动态内存管理更加灵活。 size变量的值是重新调整之后的内存空间的大小。 realloc函数的返回值是开辟的空间的起始地址。 这个函数在调整原来空间的基础上会将原来内存中的数据移动到新空间中。 realloc函数在对内存空间进行调整时分为两种情况 在原空间之后有足够的空间。原有空间之后没有足够的空间。 情况1当是第一种情况时就会直接在原来的内存空间之后追加空间原本内存空间中的值不发生变化函数的返回值仍然是原来内存空间的起始地址。 情况2由于realloca在内存中开辟的空间是连续的。所以就有可能存在在原来的空间之后没有足够的空间的情况。此时realloc函数就会在堆内存中寻找另一个合适的位置开辟空间函数会返回新开辟的空间的起始地址并且将原来内存中的数据拷贝进这零开辟的空间中拷贝之后就会将原来的空间还给操作系统。 注意当realloc开辟的空间较大时就存在内存开辟失败的情况此时realloc函数会返回一个空指针所以在使用realloc函数时一定要对其返回值是否为空进行检查。 3.常见的动态内存错误
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);
}这段代码中并没有对返回值进行检查假若返回值为NULL那么就会有问题的。
2.对动态开辟的空间越界访问。
void test()
{int i 0;int *p (int *)malloc(10*sizeof(int));if(NULL p){exit(EXIT_FAILURE);}for(i0; i10; i){*(pi) i;//当i是10的时候越界访问}free(p);
}这段代码中当i的值为10时就会出现越界访问的问题。
3.对非动态开辟的空间进行free释放操作
void test()
{int a 10;int *p a;free(p);//ok?
}注意非动态开辟的空间是不能使用free函数进行释放的。
4.使用free释放动态内存开辟的空间的一部分
void test()
{int *p (int *)malloc(100);p;free(p);//p不再指向动态内存的起始位置
}注意不能使用free函数释放动态开辟的空间的一部分编译器会报错的也无法成功。
5.对同一块动态开辟的空间进行多次释放操作
void test()
{int *p (int *)malloc(100);free(p);free(p);//重复释放
}注意当使用free函数对动态开辟的空间释放之后要将该指针赋值为NULL这样以后对该指针进行操作时就会通过报错来提示我们。就比如这段代码当第一次free之后就对p指针赋值为空那么下一次进行free操作时就不会发生任何变化。
6.动态开辟的空间忘记释放内存泄漏
vvoid test()
{int *p (int *)malloc(100);if(NULL ! p){*p 20;}
}
int main()
{test();while(1);
}注意当动态开辟的空间我们不会再对其进行使用时一定及时释放该内存空间否则会造成内存泄漏的问题。虽然程序结束会自动释放动态开辟的内存但是对于那些长期运行的服务器来讲它们中的程序几乎一直都在运行不会停止。那么内存泄漏就是一个致命的问题了。
