动态内存分配
为什么存在内存开辟?
?我们掌握的内存开辟方式有
int val = 20;//在栈空间上开辟四个字节
char arr[10] = {0};//在栈空间上开辟十个连续的内存空间
?但是上述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,必须指明数组的长度,它所需要的? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 内存在编译时分配。
C语言存在动态内存分配的主要原因是为了灵活地管理内存资源。动态内存分配允许程序在运行时根据需要申请和释放内存,以满足不同的需求。
malloc和free
C语言提供了一个内存开辟的函数:
void* malloc(size_t size)
这个函数向内存申请了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,在使用的时候使用者自己来决定
如果size为0,malloc的行为是标准未定义的,取决于编译器
C语言提供了另外一个函数free,专门用来做动态内存的释放和回收,函数原型如下:
void free(void* ptr)
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是NULL指针,则函数什么事都不做
下面是一个简单的应用实例:
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
int main()
{
//在堆区上开辟40个字节的空间
int *pa = (int *)malloc(10 * sizeof(int));//强制类型转化成int*
if (pa == NULL)
{
perror("main");//打印错误信息
}
int i = 0;
for (i = 0; i < 10; i++)
{
*(pa + i) = i;
}
for (i = 0; i < 10; i++)
{
printf("%d ", pa[i]);
}
//回收空间
free(pa);//此处虽然空间还给了内存,但是指针pa仍指向这块空间,变成了野指针
pa = NULL;//手动把pa置成空指针
return 0;
}
calloc
C语言还提供了一个函数叫calloc,它也用来动态内存分配,原型如下:
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
?通过上面的代码及其打印结果我们可以看出,函数calloc与malloc的区别只在于calloc会在返回地址前把申请的空间的每个字节初始化为0.
realloc
?realloc函数的出现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 rea11oc 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 );
其中,第一个参数 ptr 是指向已经分配内存的指针,如果它为 NULL,则 realloc() 的作用相当于 malloc(),即分配一段新的内存空间。第二个参数 size 表示要分配的内存空间的大小,单位是字节。
realloc的返回值也是一个指针,指向的是重新调整之后的内存块.realloc调整空间时有两种做法:1.如果后面的空间足够,则会返回旧的地址。2.如果后面的空间不足,该函数会重新申请一块新的地址,把原空间的内容拷贝下来,把原来的旧空间释放掉,最后返回新的地址。
因此该返回值不能直接用原指针来接收,直接接收会出问题,因此要创建中间指针变量~
?
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
int main()
{
//在堆区上开辟40个字节的空间
int *pa = (int *)malloc(10 * sizeof(int));
if (pa == NULL)
{
perror("main");//打印错误信息
}
int i = 0;
for (i = 0; i < 10; i++)
{
*(pa + i) = i;
}
for (i = 0; i < 10; i++)
{
printf("%d ", pa[i]);
}
//这里需要pa指向的空间更大,需要20个int的空间
//用realloc进行调整
int* ptr = realloc(pa, 20 * sizeof(int));
if (ptr != NULL)
{
pa = ptr;
}
free(pa);
pa = NULL;//把pa置成空指针
return 0;
}
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