动态内存分配

2023-12-22 00:11:22

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;
}

文章来源:https://blog.csdn.net/2301_79241364/article/details/135140624
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