动态内存管理与柔性数组 1

简介: 动态内存管理与柔性数组

1.动态内存分配的重要性

  • 我们已经常见的开辟空间的方式有
  • int val = 20;        //在栈空间上开辟四个字节
  • char arr[10] = {0};   //在栈空间上开辟10个字节的连续空间
  • 上述的开辟空间的方式有两个特点:
  • 1. 空间开辟大小是固定的。
  • 2. 数组在申明的时候,必须指定数组的长度,它所需要的内存在编译时分配。
  • 对于空间的需求,不仅仅局限于上述的情况。有时候我们需要的空间大小在程序运行的时候才能知道,那数组的编译时开辟空间的方式就不能满足了。 这时候就需要用到动态存开辟了。

2.动态内存函数

       2.1malloc

void* malloc (size_t size);

  • 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。
  • 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 0malloc的行为是标准是未定义的,取决于编译器。

   2.2free

void free(void* ptr);

  • free函数用来释放动态开辟的内存。
  • 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 NULL指针,则函数什么事都不做。

       2.3malloc和free使用

  • malloc申请的内存空间,当程序结束退出时,还给操作系统,程序不退出,动态申请的内存就不会释放,需要使用free函数来释放    
  • 当使用free将动态开辟的内存空间释放后,指针p依旧指向开辟的那块空间的地址,但申请的空间已经被回收,此时p就是个野指针

       2.4calloc

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
  • 如果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

       2.5realloc

       realloc可以让动态内存管理更加灵活,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);


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:

情况1:原有空间之后有足够大的空间 :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  :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。将原空间的数据拷贝到新空间,这样函数返回的是一个新的内存地址。


   3.动态内存常见的错误

1.对空指针的解引用操作

2.对动态开辟的空间的越界访问

3.对非动态开辟内存空间使用free释放

       

这里的p取的是a的地址,不是由动态内存开辟的空间,不能使用free进行释放

4.使用free释放一块动态开辟内存空间的一部分

      当进入for循环的时候,每循环一次,p的地址就+1变化了一次,当循环结束后,p的地址已经不是最开始的起始地址,free对p释放,就相当于是释放一块空间的一部分,这是非法的,free释放只能释放一整块的空间


5.对同一块动态内存多次free释放

     当第一次free释放后,空间已经还给操作系统了,无法再次进行释放,在释放后将其置为空指针,那么再次调用free,就不会有任何操作


6.动态开辟内存忘记释放(内存泄漏)

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       调用test函数,创建p,给p动态内存开辟一块40字节大小的空间,p不为空指针,*p赋值为10,tset至此就结束了,但是这块开辟空间的地址也没有传回来,空间也没有被释放,这就造成别人无法使用这块空间,空间也释放不掉。程序继续往下走,只要这个程序不结束,这块动态内存开辟的空间就一直存在,占用内存空间,影响性能。


7.总结:


               动态内存开辟一定要搭配free使用,及时释放掉开辟的空间,养成判断是否为空指针的习惯,要改变动态内存开辟空间的地址位置时,创建一个临时指针变量,由它来完成,这样就不会找不到起始地址,造成越界访问,并且无法被free释放


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