动态内存分配与管理详解(附加笔试题分析)(下)

简介: 动态内存分配与管理详解(附加笔试题分析)(下)

动态内存分配与管理详解(附加笔试题分析)(上):https://developer.aliyun.com/article/1624344

5. 几个经典的笔试题

5.1 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);
 }

在GetMemory函数中,尝试分配内存并将其传递给指针p,但是在函数结束后,指针p的作用域会结束,它本质上是一个局部变量。这意味着在Test函数中,str指针仍然是NULL,并且在尝试复制字符串到str时会导致错误。

代码改正:

void GetMemory(char **p)               char* GetMemory(char*p){
 {                                            p = (char *)malloc(100);
     *p = (char *)malloc(100);               return p;}
 }                                         void Test(void)
 void Test(void)                            {
 {                                           char *str = NULL;   
     char *str = NULL;                       str=GetMemory(str);
     GetMemory(&str);                       strcpy(str, "hello world");
     strcpy(str, "str");                    printf(str);
     free(str);                             free(str);
     str=NULL;                              str=NULL;
 }                                          }

5.2 题目2

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

str实际为野指针,p是一个局部数组变量,在函数结束后,它的作用域将结束,指向它的指针将指向无效的内存。

因此,在函数Test中,当你尝试使用str = GetMemory()将返回的指针赋值给str时,str将指向无效的内存,这可能导致未定义的行为。

不能返回栈空间临时变量的地址

5.3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);//free(str);str=NULL;
 }

没有释放内存

5.4题目4

void Test(void){
  char *str = (char *) malloc(100);
  strcpy(str, "hello");
  free(str);
  if(str != NULL)
  {
  strcpy(str, "world");
  printf(str);
  }
 }

因为在调用free函数之后,你不能再访问已释放的内存,没有访问权限,这将导致未定义的行为。

知识补充:

函数的局部变量在函数结束后,会发生什么变化?

函数的局部变量在函数执行结束后会被销毁。当函数执行结束时,函数的栈帧会被弹出,其中包含了局部变量的内存空间。这意味着局部变量的内存将被释放,并且在函数外部无法再访问这些变量。

当函数被调用时,会为局部变量分配内存空间,并在执行过程中使用这些变量。但一旦函数执行完成,这些变量的内存空间就会被释放,变量的值也将不再存在。因此,如果在函数外部尝试访问函数内的局部变量,将会导致错误或未定义的行为。

需要注意的是,如果在函数内部使用了动态分配的内存(例如使用malloc或calloc进行内存分配),函数结束时并不会自动释放这些内存。在这种情况下,需要手动调用相应的内存释放函数(例如free或delete)来释放内存,以避免内存泄漏的问题。

6. C/C++程序的内存开辟

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。

 

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。

7. 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;

有些编译器会报错无法编译可以改成:

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

7.1 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。

例如:

typedef struct st_type{
  int i;
  int a[0];//柔性数组成员
 }type_a;
 printf("%d\n", sizeof(type_a));//输出的是4
 struct S{
 int i;
 int arr[];
 }
 int main(){
 struct S*ps=(struct*S)malloc(sizeof(struct S)+5*sizeof(int));
 if(ps==NULL){
 perror("malloc");
 return 1;}
 ps->n=100;for(int i=0;i<5;i++){
 ps->arr[i]=i;
 }
 //调整空间
 struct S*ptr=(struct*S)realloc(ps,sizeof(struct S)+10*sizeof(int));
 if(str!=NULL){
 ps=str;
 }
 ......
 free(ps);
 ps=NULL;
 return 0;
 }

7.2 柔性数组的使用

#include <stdio.h>
 #include <stdlib.h>
 #include <string.h>
 typedef struct st_type
 {
  int i;
  int a[0];//柔性数组成员
 }type_a;
 int main(){
 int i = 0;
 type_a *p = (type_a*)malloc(sizeof(type_a)+100*sizeof(int));
 //业务处理
 if(NULL!=p){
 p->i = 100;
 for(i=0; i<100; i++)
 {
  p->a[i] = i;
 }
 }
 //free(p);
 for(i=0; i<100; i++)
 {
  printf("%d ",p->a[i]);
 }
 free(p);
 p=NULL;
 return 0;
 }

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.

 

好了,本篇文章到此结束,感谢阅览,留下三连痕迹吧!感谢关注,下期再见。

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