动态内存管理

简介: 动态内存管理

动态内存分配的需求

1. int val = 20;//在栈空间上开辟四个字节
2. char arr[10] = {0};//在栈空间上开辟10个字节的连续空间

1. 空间开辟大小是固定的。

2. 数组在申明的时候,必须指定数组的⻓度,数组空间⼀旦确定了大小不能调整。

3. C语⾔引⼊了动态内存开辟,让程序员自己可以申请和释放空间,就比较灵活了。

malloc 函数

void* malloc (size_t size);

1. 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。

2. 如果开辟成功,则返回⼀个指向开辟好空间的指针。

3. 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。

4. 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。

free 函数

void free (void* ptr);

1. C语⾔提供了另外⼀个函数free,专⻔是⽤来做动态内存的释放和回收的。

2. 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。

3. 如果参数 ptr 是NULL指针,则函数什么事都不做。

综合示例

1. malloc 和free 都声明在 <stdlib.h> 头⽂件中。

2. free 释放动态空间后可以进一步给NULL。(避免重复释放)

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main()
{
    int num = 0;
    scanf("%d", &num);
    int arr[num] = {0};
    int* ptr = NULL;
    ptr = (int*)malloc(num*sizeof(int));//开辟一个(4*num)大小的空间
    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;//避免重复释放
    return 0;
}

calloc函数

1. 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。


2. 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。


3. 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。


void* calloc (size_t num, size_t size);
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main()
{
    int *p = (int*)calloc(10, sizeof(int));
    if(NULL != p)
    {
        int i = 0;
        for(i=0; i<10; i++)
        {
            printf("%d ", *(p+i));
        }
    }
    free(p);
    p = NULL;
    return 0;
}
//0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

realloc 函数

1. realloc函数的出现让动态内存管理更加灵活。


2. 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,那为了合理的使⽤内存,我们⼀定会对内存的太小做灵活的调整。那 realloc 函数就可以做到对动态开辟内存太小的调整。

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。

realloc 调整动态内存空间的问题

情况1:原有空间之后,有⾜够⼤的空间 :


            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:原有空间之后,没有⾜够⼤的空间:


            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。

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