【动态内存管理】动态内存函数简析

简介: 【动态内存管理】动态内存函数简析

前言


👉对空间开辟大小的需求,有时候我们需要在程序运行的时候才能知道,这个时候就要试试动态内存开辟了


1. malloc和free


void* malloc (size_t size);


malloc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。
void free (void* ptr);


free函数,专门是用来做动态内存的释放和回收

  • 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
  • malloc和free都声明在 stdlib.h 头文件中, 这些都是由C语言函数库提供
    例如:
#include <stdio.h>
int main()
{
 //代码1
 int num = 0;
 scanf("%d", &num);
 int arr[num] = {0};
 //代码2
 int* 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;
}


对于free函数使用应注意,在释放ptr所指向的动态内存后,应将ptr置为空指针,防止野指针的出现

另外,忘记使用free函数或者free函数参数不正确(如只释放了一部分动态内存)都会造成内存泄漏问题


2.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
    例子:
#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;
}

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即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.realloc


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。

即realloc函数可以让动态内存管理更加灵活,原型如下:

void* realloc (void* ptr, size_t size);


ptr 是需要调整的内存地址,size是调整后的新大小

返回值为调整之后的内存起始位置

注: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

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💎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。

由于上述的两种情况,realloc函数的使用就要注意一些。


例子:

#include <stdio.h>
int main()
{
 int *ptr = (int*)malloc(100);
 if(ptr != NULL)
 {
     //业务处理
 }
 else
 {
     exit(EXIT_FAILURE);    
 }
 //扩展容量
 //代码1
 ptr = (int*)realloc(ptr, 1000);//这样可以吗?(如果申请失败会如何?)
 //代码2
 int*p = NULL;
 p = realloc(ptr, 1000);
 if(p != NULL)
 {
 ptr = p;
 }
 //业务处理
 free(ptr);
 return 0;
}


本节完

下节会结合秋招笔试题简要介绍常见的动态内存错误,帮助深入理解动态内存管理

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