C语言动态内存分配图文讲解
戊子仲秋 人气:0思维导图
1.为什么存在动态内存分配
我们现在学习了一些内存开辟的方式:
int main() { int i;//在内存栈区开辟4个字节空间 char arr[5];//在栈空间上开辟5个字节的连续空间 return 0; }
但是,这样开辟的内存是静态的,固定的:
1. 空间开辟大小是固定的。
2. 数组在申明的时候,必须指定数组的长度,它所需要的内存在编译时分配。
如果想要在编译过程中开辟空间,就需要用到动态内存。
2.动态内存函数的介绍
2.1 malloc
void* malloc (size_t size)
2.2 free
void free (void* ptr)
例:
#include <stdio.h> #include <stdlib.h> int main() { //申请40给字节,用来存放10个整形 int* p = (int*)malloc(40);//malloc申请的空间不会初始化 if (p == NULL) //直接返回起始地址 { perror("malloc");//如果空间开辟失败要报错并返回 return 1; } //使用空间 int i = 0; for (i = 0; i < 10; i++) { printf("%d\n", *(p + i)); } //释放申请的内存 free(p); p = NULL; return 0; }
输出:
输出:
-842150451
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malloc不会自己初始化,所以打印随机值。
例:
#include <stdio.h> #include <stdlib.h> int main() { //申请40给字节,用来存放10个整形 int* p = (int*)malloc(40);//malloc申请的空间没有初始化 if (p == NULL) //直接返回起始地址 { perror("malloc");//如果空间开辟失败要报错并返回 return 1; } //使用空间 int i = 0; for (i = 0; i < 10; i++) { *(p + i) = i + 1;//初始化赋值 printf("%d ", *(p + i)); } //释放申请的内存 free(p); p = NULL; return 0; }
输出:
输出:1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
2.3 calloc
void* calloc (size_t num, size_t size)
例:
#include <stdio.h> #include <stdlib.h> int main() { int* p = (int*)calloc(10, sizeof(int));//10是要初始化的个数,sizeof(int)是每个的大小 if (NULL == p) { perror("calloc");//判断内存是否申请成功 return 1; } //使用 int i = 0; for (i = 0; i < 10; i++) { printf("%d ", *(p + i));//calloc申请空间后,会把空间初始化成0 } //再返回起始地址 //释放 free(p); p = NULL; }
输出:
输出:0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
2.4 realloc
void* realloc (void* ptr, size_t size)
realloc函数可以追加更多动态内存。
例:
#include <stdio.h> #include <stdlib.h> int main() { int* p = (int*)malloc(5 * sizeof(int));//开辟一段动态内存20个字节 if (NULL == p) { perror("malloc");//检查是否创建成功 return 1; } //使用 int i = 0; for (i = 0; i < 5; i++) { *(p + i) = i + 1; } //不够用,增加5个整形的空间 int* ptr = (int*)realloc(p, 10 * sizeof(int));//这里是开辟到40个字节 //realloc函数开辟内存空间有两种情况: //1.原内存块后面空间足够,在原内存块后面追加内存 //2.原内存块后面空间不够,另外找一片区域开辟内存,将原内存块释放 if (ptr != NULL) { p = ptr;//为什么不直接用p接收? //如果内存追加失败,直接用p接收的话,原本已经开辟的动态内存空间就会被覆盖 } for (i = 0; i < 10; i++) { printf("%d ", *(p + i)); } //释放 free(p); p = NULL; return 0; }
输出:
输出:1 2 3 4 5 -842150451 -842150451 -842150451 -842150451 -842150451
3.常见的动态内存错误
例1:
开辟动态内存记得要判断,最后释放内存。
#include <stdio.h> #include <stdlib.h> int main() { int* p = (int*)malloc(100); //内存开辟后没有判断是否开辟成功 int i = 0; for (i = 0; i < 10; i++) { *(p + i) = 0;//危险代码,我们无法知道是否存在非法访问 } //并且最后也没有将开辟的内存还给操作系统 return 0; }
例2:
动态内存开辟了多少就用多少,小心越界访问。
#include <stdio.h> #include <stdlib.h> int main() { int* p = (int*)malloc(100);//开辟了100字节空间 //判断 if (p == NULL) { perror("malloc"); return 1; } int i = 0; for (i = 0; i < 100; i++)//造成越界访问 { *(p + i) = 0;//一个整形4个字节 } //释放 free(p); p = NULL; return 0; }
例3:
不要乱释放其他内存空间。
int main() { int a = 10; int* p = &a; //你没有权限乱释放其他的内存空间 free(p);//不能对栈区的内存释放 return 0; }
例4:
不要多次释放内存空间。
#include <stdio.h> #include <stdlib.h> int main() { //开辟空间 int* p = (int*)malloc(100); //判断 if (p == NULL) { perror("malloc"); return 1; } //使用 int i = 0; for (i = 0; i < 25; i++) { *p = i; p++;//p指针不断往后移动 } //释放的时候指针应该指向起始地址,否则程序又会出错 free(p); p = NULL; return 0; }
例5:
#include <stdio.h> #include <stdlib.h> int main() { //创建 int* p = (int*)malloc(100); //判断 if (p == NULL) { return 1; } //释放 free(p); free(p);//已经释放了,重复释放会导致程序出错 return 0; }
这就要说到最后置为空指针的好处了:
#include <stdio.h> #include <stdlib.h> int main() { //创建 int* p = (int*)malloc(100); //判断 if (p == NULL) { return 1; } //释放 free(p); p = NULL;//置为空指针后程序就不会崩溃了 free(p);//p为空指针时,程序不会报错 return 0; }
例5:
在实现函数时开辟了动态内存要记得及时释放或者返回地址,
不然就再也找不到那段内存空间了,最后导致内存泄漏。
#include <stdio.h> #include <stdlib.h> void test() { int* p = (int*)malloc(100); //忘记释放 }//出了函数就找不到了,因为变量p被销毁了 //造成内存泄漏 int main() { test(); return 0; }
例6:
这道题也是类似的:
#include <stdio.h> #include <stdlib.h> void test() { int* p = (int*)malloc(100); if (p == NULL) { return; } //使用 if (1) return;//出问题//内存泄漏 //释放 free(p); p = NULL; } int main() { test(); return 0; }
要小心出现内存泄漏,记得释放空间。
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