【C语言】动态内存分配malloc,realloc等函数使用和常见错误(下)

简介: 【C语言】动态内存分配malloc,realloc等函数使用和常见错误(下)

realloc


函数原型如下:

  1. realloc函数的出现让动态内存管理更加灵活。
  2. 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。


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


函数使用方法与注意事项:

  • 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在调整内存空间的是存在两种情况


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。



由于上述的两种情况,realloc函数的使用就要注意一些


  • 使用案例

注:使用realooc时,得用一个新的指针来接收返回值,如果使用 要调整内存的指针,会出现一些问题,realloc开辟失败会返回NULL, 如果开辟失败了会直接把NULL赋给了 要调整内存的指针,所以每次使用时应该使用新的指针来接收,判断不为NULL时,在赋给 要调整内存的指针。


#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<string.h>
#include<errno.h>
int main()
{
    int* p = (int*)malloc(20);
    if (p == NULL)
    {
        printf("%s\n", strerror(errno));
    }
    else
    {
        int i = 0;
        for (i = 0; i < 5; i++)
        {
            *(p + i) = i;
        }
        printf("malloc的内存数据:");
        for (i = 0; i < 5; i++)
        {
            printf("%d ", *(p + i));
        }
    }
    printf("\n");
    //就是在使用malloc开辟的20个字节空间
            //假设这里,20个自字节不能满足我们的使用了
    //希望我们能够有40个字节的空间
    //这里就可以使用realloc来调整动态开辟的内存
    realloc使用的注意事项:
    //1.如果p指向的空间之后有足够的内存空间可以追加,则直接追加,后返回p
    //2.如果p指向的空间之后没有足够的内存空间可以追加
    //    则realloc函数会重新找一个新的内存区域二开辟一块满足需求的空间,
    //    并且把原来内存中的数据拷贝回来,释放旧的内存空间最后返回新开辟的内存空间地址
    //3,得用一个新的变量来接受realloc函数的返回值
    int* ptr = (int * )realloc(p, 40); //用一个新的变量来接受realloc函数的返回值
    if (ptr == NULL)
    {
        //查询那里错误
        printf("%s\n", strerror(errno));
    }
    else
    {
        p = ptr;//如果不是NULL 就要用一开始的p来运算
        int i = 0;
        for (i = 5; i < 10; i++)
        {
            *(p + i) = i;
        }
        printf("realloc的内存数据:");
        for (i = 5; i < 10; i++)
        {
            printf("%d ", *(p + i));
        }
        printf("\n");
    }
    //当动态申请的空间不再使用的时候
    //就应该还给操作系统
    free(p);
    p = NULL;
    //释放空间后p还是指向原来的地址,为防止后面使用这个危险指针,使用赋个NULL
    system("pause");
    return 0;
}


最终输出结果:

malloc的内存数据:0 1 2 3 4

realloc的内存数据:5 6 7 8 9


3. 常见的动态内存错误



3.1: 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);
}


正确的写法:

malloc开辟空间后,应当判断是否为空指针


void test()
{
  int* p = (int*)malloc(INT_MAX / 4);
  if (p == NULL)
  {
    printf("%s\n", strerror(errno));
  }
  else
  {
    *p = 20;
  }
  free(p);
  p == NULL;
}


3.2: 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)
  {
    printf("%s\n", strerror(errno));
  }
  for (i = 0; i <= 10; i++)
  {
    *(p + i) = i;//当i是10的时候越界访问
  }
  free(p);
  p = NULL;
}


3.3: 对非动态开辟内存使用free释放


free的前提必须是动态内存开辟出来的


void test()
{
 int a = 10;
 int *p = &a;
 free(p);
}


3.4:使用free释放一块动态开辟内存的一部分


free 释放的动态内存,必须是申请动态内存空间的起始位置。


void test()
{
 int *p = (int *)malloc(100);
 p++;
 free(p);//p不再指向动态内存的起始位置
}


3.5: 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
}


3.6: 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);
}


忘记释放不再使用的动态开辟的空间会造成内存泄漏。

切记:

动态开辟的空间一定要释放,并且正确释放 。如果遇到中大型的工程忘记释放,后果非常严重。


4. 经典的笔试题



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;
}


请问运行Test 函数会有什么样的结果?

1.调用GetMemory函数的时候,str的传参为值传递,p是str的临时拷贝,所以在GetMemory函数内部讲动态开辟空间的地址存放在p中的时候,不会影响str.所以GetMemory函数返回之后,str中依然是NULL指针。strcpy函数就会调用失败,原因是对NULL的解引用操作,程序会崩溃。

2.GetMemory函数内容malloc申请的空间没有机会释放,造成了内存泄漏。


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;
}


请问运行Test 函数会有什么样的结果?

返回栈空间地址的问题

GetMemory函数内部创建的数组是在栈上开辟的,栈上开辟的空间生命周期出了函数就会销毁,虽然返回了数组的起始地址给了str,但是数组的内存出了GetMemory函数就被回收了,而str依然保存了数组的起始地址,这时如果使用str,str就是野指针。


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;
}


请问运行Test 函数会有什么样的结果?

该代码能正常运行,但是忘记释放了malloc开辟出来的空间,造成了内存泄漏。


题目4:


void Test(void)
{
  char* str = (char*)malloc(100);
  strcpy(str, "hello");
  free(str);
  if (str != NULL)
  {
    strcpy(str, "world");
    printf(str);
  }
}
int main()
{
  Test();
  system("pause");
  return 0;
}


请问运行Test 函数会有什么样的结果

非法访问,str已经提前给释放了,在次使用就会造成非法访问。

每次释放完内存后,都应该把指针置位NULL

目录
相关文章
|
2月前
|
安全 C语言 C++
比较C++的内存分配与管理方式new/delete与C语言中的malloc/realloc/calloc/free。
在实用性方面,C++的内存管理方式提供了面向对象的特性,它是处理构造和析构、需要类型安全和异常处理的首选方案。而C语言的内存管理函数适用于简单的内存分配,例如分配原始内存块或复杂性较低的数据结构,没有构造和析构的要求。当从C迁移到C++,或在C++中使用C代码时,了解两种内存管理方式的差异非常重要。
123 26
|
2月前
|
安全 C语言
C语言中的字符、字符串及内存操作函数详细讲解
通过这些函数的正确使用,可以有效管理字符串和内存操作,它们是C语言编程中不可或缺的工具。
238 15
|
9月前
|
存储 编译器 程序员
【C语言】内存布局大揭秘 ! -《堆、栈和你从未听说过的内存角落》
在C语言中,内存布局是程序运行时非常重要的概念。内存布局直接影响程序的性能、稳定性和安全性。理解C程序的内存布局,有助于编写更高效和可靠的代码。本文将详细介绍C程序的内存布局,包括代码段、数据段、堆、栈等部分,并提供相关的示例和应用。
296 5
【C语言】内存布局大揭秘 ! -《堆、栈和你从未听说过的内存角落》
|
10月前
|
存储 C语言
C语言如何使用结构体和指针来操作动态分配的内存
在C语言中,通过定义结构体并使用指向该结构体的指针,可以对动态分配的内存进行操作。首先利用 `malloc` 或 `calloc` 分配内存,然后通过指针访问和修改结构体成员,最后用 `free` 释放内存,实现资源的有效管理。
838 13
|
10月前
|
存储 C语言 开发者
C 语言指针与内存管理
C语言中的指针与内存管理是编程的核心概念。指针用于存储变量的内存地址,实现数据的间接访问和操作;内存管理涉及动态分配(如malloc、free函数)和释放内存,确保程序高效运行并避免内存泄漏。掌握这两者对于编写高质量的C语言程序至关重要。
308 11
|
10月前
|
传感器 人工智能 物联网
C 语言在计算机科学中尤其在硬件交互方面占据重要地位。本文探讨了 C 语言与硬件交互的主要方法,包括直接访问硬件寄存器、中断处理、I/O 端口操作、内存映射 I/O 和设备驱动程序开发
C 语言在计算机科学中尤其在硬件交互方面占据重要地位。本文探讨了 C 语言与硬件交互的主要方法,包括直接访问硬件寄存器、中断处理、I/O 端口操作、内存映射 I/O 和设备驱动程序开发,以及面临的挑战和未来趋势,旨在帮助读者深入了解并掌握这些关键技术。
234 6
|
10月前
|
大数据 C语言
C 语言动态内存分配 —— 灵活掌控内存资源
C语言动态内存分配使程序在运行时灵活管理内存资源,通过malloc、calloc、realloc和free等函数实现内存的申请与释放,提高内存使用效率,适应不同应用场景需求。
|
10月前
|
存储 算法 程序员
C 语言指针详解 —— 内存操控的魔法棒
《C 语言指针详解》深入浅出地讲解了指针的概念、使用方法及其在内存操作中的重要作用,被誉为程序员手中的“内存操控魔法棒”。本书适合C语言初学者及希望深化理解指针机制的开发者阅读。
|
10月前
|
并行计算 算法 测试技术
C语言因高效灵活被广泛应用于软件开发。本文探讨了优化C语言程序性能的策略,涵盖算法优化、代码结构优化、内存管理优化、编译器优化、数据结构优化、并行计算优化及性能测试与分析七个方面
C语言因高效灵活被广泛应用于软件开发。本文探讨了优化C语言程序性能的策略,涵盖算法优化、代码结构优化、内存管理优化、编译器优化、数据结构优化、并行计算优化及性能测试与分析七个方面,旨在通过综合策略提升程序性能,满足实际需求。
246 1
|
10月前
|
存储 C语言 计算机视觉
在C语言中指针数组和数组指针在动态内存分配中的应用
在C语言中,指针数组和数组指针均可用于动态内存分配。指针数组是数组的每个元素都是指针,可用于指向多个动态分配的内存块;数组指针则指向一个数组,可动态分配和管理大型数据结构。两者结合使用,灵活高效地管理内存。