1.动态内存开辟
有时候我们需要的空间不是固定的,因此就需要动态的开辟内存空间
1.1 malloc和free
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。
void free (void* ptr);
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。
示例:
1.2 calloc
void* calloc (size_t num, size_t size);
开辟num个大小为size的空间,并初始化为0;
- 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。
示例:
1.3 realloc
void* realloc (void* ptr, size_t size);
可以动态的改变申请空间的大小。
- 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开辟空间两种情况:
- 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。
使用示例:
尽量创建一个新的指针变量去接受realloc,然后在给原指针赋值,防止申请失败丢失数据
2. 常见动态内存开辟错误
2.1 对NULL指针解引用
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); }
要对malloc返回值进行判空
2.2 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++) { *(p+i) = i;//当i是10的时候越界访问 } free(p); }
要注意对边界的检查
2.3 对非动态开辟内存使用free释放
void test() { int a = 10; int *p = &a; free(p);//ok? }
局部变量由OS释放,不需要free
2.4 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);//p不再指向动态内存的起始位置 }
要从开辟的起始地址开始释放
2.5 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 }
2.6 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); }
切记!开辟的空间一定要释放,并且要正确释放
3. C/C++程序的内存开辟
C/C++程序内存分配的几个区域:
- 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。
- 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。
- 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。
- 代码段:存放函数体(类成员函数和全局函数)的二进制代码。
以上是动态开辟的内容,后续还会继续更新,如有问题,恳请大佬指点💖