C语言动态内存分配
GG_Bond18 人气:0局部变量和函数的形参向栈区申请空间
全局变量和static静态变量向静态区申请空间
动态内存分配向堆区申请空间(位于<stdlib.h>或<cstdlib>头文件)
一、malloc
void* malloc (size_t size);
分配内存块
分配一个连续可用的字节内存块，返回指向该内存块开头的指针。
新分配的内存块的内容未初始化，内存块中的数据为不确定值。
如果为参数为零，则返回值取决于特定的库实现（它可能是空指针，也可能不是空指针）。
参数
内存块的大小，以字节为单位。
是无符号整数类型，size_t。
返回值
成功时，为指向函数分配的内存块的指针。
此指针的类型始终为void*，可以将其转换为所需的数据指针类型。(C++由于其类型检查更为严格，则必须进行强制类型转换)
如果函数未能分配请求的内存块，则返回空指针NULL。
#include<stdlib.h>
#include<string.h>
#include<errno.h>
#include<stdio.h>
int main()
{
int* p = (int*)malloc(10 * sizeof(int));
if (p == NULL)
{
printf("%s\n", strerror(errno));
}
else
{
for (int i = 0; i < 10; ++i)
{
*(p + i) = i;
}
for (int i = 0; i < 10; ++i)
{
printf("%d ", *(p + i));
}
}
free(p);
p = NULL;
/*
1.断开指针与动态开辟的空间的联系，避免指针的危险操作
2.防止对同一块动态空间内存空间的重复释放
*/
return 0;
}输出
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
二、free(用于释放动态开辟的空间)
void free(void* ptr);
解除分配内存块
1.若参数ptr指向的空间不是动态开辟的，那么free函数的行为是未定义的。
2.若参数ptr是NULL指针，则free函数什么也不做。
3.free只释放堆区空间，但ptr仍指向那块空间。所以使用完free后要将ptr置为NULL,切断ptr与该内存块的联系。
参数
指向要释放的那块空间的指针（必须指向初始位置）
返回值
无
错误案例
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
int main()
{
int* p = (int*)malloc(sizeof(int) * 10);
if (p == NULL)
{
return 1;
}
for (int i = 0; i < 10; ++i)
{
*(p + i) = i;
}
for (int i = 0; i < 10; ++i)
{
printf("%d ", *(p++));//这里指针移动
}
free(p);//导致free释放的不是初始位置的指针，程序崩溃
p = NULL;
return 0;
}三、calloc
void* calloc(size_t num,size_t num);
分配和零初始化内存块
1.函数的功能是为num个大小为size的元素开辟空间。
2.与malloc的区别只在于calloc会在返回地址前将申请的空间的每个字母初始化为0。
#include <stdio.h> /* printf, scanf, NULL */
#include <stdlib.h> /* calloc, exit, free */
int main ()
{
int i,n;
int * pData;
printf ("Amount of numbers to be entered: ");
scanf ("%d",&i);
pData = (int*) calloc (i,sizeof(int));
if (pData==NULL) exit (1);
for (n=0;n<i;n++)
{
printf ("Enter number #%d: ",n+1);
scanf ("%d",&pData[n]);
}
printf ("You have entered: ");
for (n=0;n<i;n++) printf ("%d ",pData[n]);
free (pData);
return 0;
}四、realloc
void* realloc(void* ptr,size_t size);
重新分配内存块
1.ptr为要调整的内存空间，size为调整后的新大小
2.返回值为调整后的内存块的起始位置
注意事项
1.若ptr指向的空间之后有足够的空间可以追加，则直接追加，然后返回ptr。
2.若ptr指向的空间之后没有足够的内存空间，则realloc函数会重新找一块内存空间，开辟一块满足需求的内存空间，并且把原来内存中的数据拷贝过来，释放旧的内存空间，最后返回新开辟的内存空间的地址。
#include <stdio.h> /* printf, scanf, puts */
#include <stdlib.h> /* realloc, free, exit, NULL */
int main ()
{
int input,n;
int count = 0;
int* numbers = NULL;
int* more_numbers = NULL;
do {
printf ("Enter an integer value (0 to end): ");
scanf ("%d", &input);
count++;
more_numbers = (int*) realloc (numbers, count * sizeof(int));
if (more_numbers!=NULL) {
numbers=more_numbers;
numbers[count-1]=input;
}
else {
free (numbers);
puts ("Error (re)allocating memory");
exit (1);
}
} while (input!=0);
printf ("Numbers entered: ");
for (n=0;n<count;n++) printf ("%d ",numbers[n]);
free (numbers);
return 0;
}五、常见的动态内存分配错误
1.对NULL指针的解引用操作（要进行返回值的判断）
2.对动态开辟空间的越界访问
3.对非动态开辟内存的空间的使用free进行释放
4.使用free释放一块动态开辟内存的一部分
（若指针位置发生变化，归位后再进行释放）
5.对同一块动态内存的多次释放
6.动态开辟内存忘记释放（内存泄漏）
六、柔性数组
C99中，结构体中的最后一个元素是未知大小的数组，被称为柔性数组成员。
特点
1.结构体中柔性数组成员前必须至少有一个其他成员。
2.sizeof返回的这种结构体的大小不包括柔性数组的内存大小。
3.包含柔性数组成员的结构体用malloc函数进行内存动态内存的动态分配，并且分配的内存应大于结构体的大小，以适应柔性数组的预期大小。
优势
1.方便内存释放。
2.利于访问速度，减少内存碎片。
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
struct S
{
int n;
int arr[];
};
int main()
{
struct S* ps = (struct S*)malloc(sizeof(struct S) + 5 * sizeof(int));
//给arr分配内存20个字节的空间
if (ps == NULL)
{
return 1;
}
//……………………操作
free(ps);
ps = NULL;
return 0;
}加载全部内容