(四)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 }
(五)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 }
(六)动态开辟内存忘记释放(内存泄露)
void test() { int* p = (int*)malloc(100); if (NULL != p) { *p = 20; } } int main() { test(); while (1); }
上面代码中p是局部变量,在该代码中作用域为函数内部,出函数就销毁了,但是malloc开辟的动态内存并未销毁。
动态申请的内存空间只有两种方式销毁:1.free、2.程序结束(退出)
四、经典笔试题详解
题目1:
void GetMemory(char* p) { p = (char*)malloc(100); } void Test(void) { char* str = NULL; GetMemory(str); strcpy(str, "hello world"); printf(str); }
答案:程序错误
分析:就算动态内存开辟成功,str始终为空指针,strcpy函数内部会对空指针进行解引用操作(*dest=*src),造成程序错误,另外就是会造成内存泄露。如果想要对此函数进行改进,应将参数部分改为&arr,比如:
void GetMemory(char** p) { *p = (char*)malloc(100); } void Test(void) { char* str = NULL; GetMemory(&str); strcpy(str, "hello world"); printf(str); //释放 free(str); str=NULL; }
题目2:
char* GetMemory(void) { char p[] = "hello world"; return p; } void Test(void) { char* str = NULL; str = GetMemory(); printf(str); }
答案:程序错误
分析:hello world为局部变量,出函数销毁,那么p返回的是野指针,造成非法访问,这种问题属于返回栈空间地址(局部变量)的问题。可以改进为:
char* GetMemory(void) { static char p[] = "hello world";//存储到静态区,出函数不销毁 return p; } void Test(void) { char* str = NULL; str = GetMemory(); printf(str); }
题目3:
void GetMemory(char** p, int num) { *p = (char*)malloc(num); } void Test(void) { char* str = NULL; GetMemory(&str, 100); strcpy(str, "hello"); printf(str); }
答案:程序错误
分析:未释放动态内存空间。 最后需要free(str);str=NULL。
题目4:
void Test(void) { char* str = (char*)malloc(100); strcpy(str, "hello"); free(str); if (str != NULL) { strcpy(str, "world"); printf(str); } }
答案:程序错误
分析:非法访问内存,str已被指向的动态内存已被释放,所以要养成释放后置空的习惯。比如:
void Test(void) { char* str = (char*)malloc(100); strcpy(str, "hello"); free(str); str = NULL; if (str != NULL) { strcpy(str, "world"); printf(str); } }
五、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(操作系统)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。
有了这幅图,我们就可以更好的理解在《C语言初识》中讲的static关键字修饰局部变量的例子了。
实际上普通的局部变量是在栈区分配空间的,栈区的特点是在上面创建的变量出了作用域就销毁。 但是被static修饰的变量存放在数据段(静态区),数据段的特点是在上面创建的变量,直到程序 结束才销毁,所以生命周期变长。
六、柔性数组
(一)柔性数组的概念
C99 中,结构中的最后一个元素允许是未知大小的数组,这就叫做『柔性数组』成员。
比如:
typedef struct st_type { int i; int a[0];//柔性数组成员 }type_a;
或者可以改成:
typedef struct st_type { int i; int a[];//柔性数组成员 }type_a;
(二)柔性数组的特点
- 结构中的柔性数组成员前面必须至少一个其他成员。
- sizeof返回的这种结构大小不包括柔性数组的内存。
- 包含柔性数组成员的结构用malloc()函数进行内存的动态分配,并且分配的内存应该大于结构的大 小,以适应柔性数组的预期大小。
比如:
//code1 typedef struct st_type { int i; int a[0];//柔性数组成员 }type_a; printf("%d\n", sizeof(type_a));//输出4
(三)柔性数组的使用
//代码1 int i = 0; type_a* p = (type_a*)malloc(sizeof(type_a) + 100 * sizeof(int)); //业务处理 p->i = 100; for (i = 0; i < 100; i++) { p->a[i] = i; } free(p); p = NULL;
这样柔性数组成员a,相当于获得了100个整型元素的连续空间。
(四)柔性数组的优势
上述的 type_a 结构也可以设计为非柔性数组的方式,让我们看看他们的区别:
//代码2 typedef struct st_type { int i; int* p_a; }type_a; type_a* p = (type_a*)malloc(sizeof(type_a)); p->i = 100; p->p_a = (int*)malloc(p->i * sizeof(int)); //业务处理 for (i = 0; i < 100; i++) { p->p_a[i] = i; } //释放空间 free(p->p_a);//先于p之前释放,否则就找不到p_a了 p->p_a = NULL; free(p); p = NULL;
上述代码1和代码2可以完成同样的功能,但是方法1的实现有两个好处:
- 第一个好处是:方便内存释放。如果我们的代码是在一个给别人用的函数中,你在里面做了二次内存分配,并把整个结构体返回给用户。用户调用free可以释放结构体,但是用户并不知道这个结构体内的成员也需要free,所以你 不能指望用户来发现这个事。所以,如果我们把结构体的内存以及其成员要的内存一次性分配好了,并返回给用户一个结构体指针,用户做一次free就可以把所有的内存也给释放掉。
- 第二个好处是:这样有利于访问速度。连续的内存有益于提高访问速度,也有益于减少内存碎片。
有关动态内存分配的内容就到这里,博主会持续更新C语言的相关内容,关注博主不迷路🔥🔥🔥