【C语言进阶】动态内存管理(下)

简介: 【C语言进阶】动态内存管理(下)


三、经典例题分析



3.1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);
}
int main()
{
  test();
  return 0;
}


运行程序时,会报出错误,这是什么原因呢。

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1.对NULL指针进行解引用操作,程序会崩溃。

2.没有释放空间,存在内存泄漏问题。


3.2 题目2


char *GetMemory(void)
{
     char p[] = "hello world";
     return p;
}
void Test(void)
{
     char *str = NULL;
     str = GetMemory();
     printf(str);
}
int main()
{    
    Test();
    return 0;
}


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可以用static修饰变量p,使p的声明周期变长。


3.3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);
}
int main()
{
    Test();
    return 0;
}


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四、C/C++程序的内存开辟


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C/C++程序内存分配的几个区域:

1. 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。

2. 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。

3. 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。

4. 代码段:存放函数体(类成员函数和全局函数)的二进制代码。


五、柔性数组



5.1什么是柔性数组


C99 中,结构体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。


例如:

typedef struct st_type
{
     int i;
     int a[0];//柔性数组成员
}type_a;


注意:柔性数组这个结构中,柔性数组前至少有一个成员。


5.2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。


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5.3柔性数组的使用


我们开辟好空间后,发现空间不够用,我们可以使用realloc增容。

struct S
{
  int n;
  int arr[];
};
int main()
{
  struct S* p = (struct S*)malloc(sizeof(struct S) + 40);
  if (p == NULL)
  {
    perror("malloc");
    return 1;
  }
  p->n = 100;
  int i = 0;
  for (i = 0; i < 10; i++)
  {
    p->arr[i] = i + 1;
  }
  //释放
  free(p);
  p = NULL;
}


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替代柔性数组:

struct S
{
  int n;
  int* arr;
};
int main()
{
  struct S* p = (struct S*)malloc(sizeof(struct S));
  if (p == NULL)
  {
    perror("malloc");
    return 1;
  }
  p->n = 100;
  p->arr = (int*)malloc(40);
  if (p->arr == NULL)
  {
    perror("malloc");
    return 1;
  }
  int i = 0;
  for (i = 0; i < 10; i++)
  {
    p->arr[i] = i + 1;
  }
  //增容
  int* ptr = (int*)realloc(p->arr,  + 60);
  if (ptr == NULL)
  {
    perror("realloc");
    return 1;
  }
  p->arr = ptr;
  for (i = 0; i < 15; i++)
  {
    printf("%d ", p->arr[i]);
  }
  //释放
  free(p->arr);
  p->arr = NULL;
  free(p);
  p = NULL;
  return 0;
}

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要先释放里面的,再释放外面的。如果先把p释放了,就找不到arr的地址了。


5.4柔性数组的优点


我们上面的代码二,可以完美的替代柔性数组的功能,却为什么还是创造除了柔性数组呢。在这就要说到柔性数组的优点:


1.内存方便释放

在柔性数组中,我们只使用了一次malloc,方法二中使用了两次malloc,容易造成忘记释放,没有都释放或释放顺序错误的问题。


2.访问速度快,节省空间

多次开辟空间,内存与内存之间的内存碎片会很多,不内存的利用率就会变低。同时,连续的内存有益于提高访问速度。

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本次的内容到这里就结束啦。希望大家阅读完可以有所收获,同时也感谢各位读者的支持。文章有问题可以在评论区留言,博主一定认真认真修改,以后写出更好的文章。

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