C语言学习记录——动态内存函数介绍(malloc、free、calloc、realloc)

简介: C语言学习记录——动态内存函数介绍(malloc、free、calloc、realloc)

内存分区

malloc(开辟空间)

函数介绍

malloc是一个申请内存的函数,size表示要申请的内存的空间大小。这个函数的返回值有两种情况,一是在成功申请空间时,返回一个指向这个空间起始地址的void型指针变量;二是当可用内存不足,内存申请失败,则是返回NULL。

函数用法

int arr[10] = {0} //10int等于10 * sizeof(int)
//使用malloc函数来开辟这段空间
int *p = ( int* )malloc(10 * sizeof(int));

free(释放空间)

函数介绍

free函数是用来释放动态开辟的内存。

如果参数memblock指向的空间不是动态开辟的,则这个行为是错误的。(或者说free函数的行为是未定义的)

如果参数memblock是NULL指针,则free函数不起任何作用。

函数用法

结合前面的malloc,来看他们各自的用法。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main()
{
    //int arr[10] = { 0 };在栈区
    int* p = (int*)malloc(10 * sizeof(int));//动态内存开辟的,在堆区
    //在使用这些内存的时候,判断一下是否开辟成功了
    if (p == NULL)
    {
        //报错
        perror("main");//main:报错内容
        return 0;
    }
    //使用
    int i = 0;
    for (i = 0; i < 10; i++)
    {
        *(p + i) = i;
    }
    //打印一下这个数组
    for (i = 0; i < 10; i++)
    {
        printf("%d ", p[i]);//p[i]等价于 *(p + i)
    }
    //回收空间(释放空间)
    free(p);
    //free释放空间之后不会把指针p赋为空指针
    //如果后面又使用到指针p的话就会造成非法访问内存
    //所以我们需要手动赋成空指针
    p = NULL;
    return 0;
}

运行结果:

如果可用内存不足,内存开辟失败,运行情况则为:

一般地,malloc和free是成对出现的。

calloc(开辟空间)

函数介绍

calloc函数也是用于动态内存分配的,其功能是为num个size大小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malloc函数主要有两个区别:

  • 函数参数有两个
  • 会进行初始化

函数用法(对比malloc)

realloc(调整空间)

函数介绍

realloc函数的作用是让动态内存管理更加灵活,它可以做到对动态开辟内存大小的调整。

memblock是要调整的内存地址size表示调整之后的新大小

realloc函数同样返回一个void型的指针,指向调整之后的新空间的起始地址

这里 新空间的起始地址有两种情况:

  • 一是原有的空间后面有足够大的空间去给realloc去调整。
  • 二是原有的空间后面没有足够大的空间去给realloc去调整。

而当realloc在堆区已经找不到可以供原有空间进行调整的多余空间时,它就会返回一个NULL指针。


如果我们拿原地址p去接受realloc返回的地址,就有"偷鸡不成蚀把米"的风险,即调整不成功反而把原有的空间丢失了。所以一般地,创建一个临时变量用来存储realloc返回的地址,确认其调整成功之后再赋给p。

函数用法

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main()
{
    //申请了10个int型的空间
    int* p = (int*)calloc(10, sizeof(int));
    int i = 0;
    for (i = 0; i < 10; i++)
    {
        *(p + i) = 6;
    }
    //现在我们要调整为20个int
    int* ptr = (int*)realloc(p, 20 * (sizeof(int)));//创建临时变量ptr
    if (ptr != NULL)//判断是否调整成功
    {
        p = ptr;
    }
    for (i = 10; i < 20; i++)
    {
        *(p + i) = 6;
    }
    for (i = 0; i < 20; i++)
    {
        printf("p[%d] = %d\n",i+1, p[i]);
    }
    free(p);
    p = NULL;
    return 0;
}

运行结果为:

同时,realloc也可以起到malloc的功能

int main()
{
    int* p = (int*) realloc(NULL,40);
    //等价于malloc(40);  
    return 0;
}
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