引例:对于我们日常编写的程序中,比如我们使用c语言实现一个简易的通讯录的时候,假设我们使用的数组来组织数据,这样我们实现的通讯录的容量大小就是固定的,我们不能根据目前所存在于通讯录中联系人的数量,来动态的改变通讯录的容量大小,从而实现对空间的合理使用,因此我们就要通过今天以下四个函数来实现对动态内存(栈区)的管理
🐔malloc
函数的参数和声明:
void* malloc (size_t size);
函数的参数是一个正整数,表明的是所要申请的动态内存空间的字节数;
返回值是void*的指针,用于返回申请的空间的首个字节的地址(开辟成功,如果开辟失败就返回NULL指针);
函数的功能是:
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。
空间中存储的数值是随机值不进行处理;
注意事项:
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。
应用示例:
如下是利用malloc函数实现生成随机字符串的例子:
注意在buffer接收malloc返回的指针的时候将mallco的返回值强制转换成了(char*)
注意代码最后用free函数释放了,对于所有用mlloc函数申请的空间都需要使用free函数进行
释放,否则会造成内存泄漏的问题;
free函数我们后面再介绍;
#include <stdio.h> #include <stdlib.h> int main () { int i,n; char * buffer; printf ("How long do you want the string? "); scanf ("%d", &i); buffer = (char*) malloc (i+1); if (buffer==NULL) exit (1); for (n=0; n<i; n++) buffer[n]=rand()%26+'a'; buffer[i]='\0'; printf ("Random string: %s\n",buffer); free (buffer); return 0; }
🐔calloc
函数的参数和声明:
void* calloc (size_t num, size_t size);
函数的参数的类型都是正整数类型,size是所要申请的空间的单位,而所要申请的空间的大小就是num * size;
函数的功能:
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
应用示例:
#include <stdio.h> #include <stdlib.h> int main() { int *p = (int*)calloc(10, sizeof(int)); if(NULL != p) { //使用空间 } free(p); p = NULL; return 0; }
🐔realloc
函数的参数和声明:
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
函数的功能:
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
注意事项:
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
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:原有空间之后没有足够大的空间
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。
🐔free:
函数的参数和声明:
void free (void* ptr);
函数的功能:
free函数用来释放动态开辟的内存
注意事项:
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。
常见的动态内存的错误:
(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); }
(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); }
(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? }
(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 }
(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 }
(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:申请的动态内存最后一定要用free函数进行释放