我们都知道·,在C语言中数组的创建会开辟内存空间。如:
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10个字节的连续空间
上述的开辟空间的方式有两个特点:
1.空间开辟的大小是固定的。 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。
但是对于空间的需求有时不仅仅是上述的情况。有时候我们需要的空间大小在程序运行时才能,
那数组的编译时开辟的空间方式就不能满足了。
这时候动态内存开辟就排上用场了。
C语言提供了一个动态内存开辟的函数:
void* malloc (size_t size);
这个函数向内存申请一块 连续可用 的空间,并返回指向这块空间的指针。
动态内存既然开辟后自然也需要将其释放回收,
C 语言提供了另外一个函数 free ,专门是用来做动态内存的释放和回收的,函数原型如下
void free (void* ptr);
free 函数用来释放动态开辟的内存。
malloc 和 free 都声明在 stdlib.h 头文件中。
举个例子:
申请40个字节存放10个整形,
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <errno.h>
int main()
{
//申请40个字节存放10个整形,
int* p = (int*)malloc(40);
if (p == NULL)
{
printf("%s", strerror(errno));
return;
}
//存放1-10
int i;
for (i = 0; i < 10; i++)
{
*(p + i) =1+ i;
}
for (i = 0; i < 10; i++)
{
printf("%d ", * (p + i));
}
free(p);
p = NULL;
return 0;
}
要注意的的是free函数 只会将开辟空间内的值恢复初始状态,而不会将p的地址置为空。这时如果再次调用p就会造成越界访问。所以我们要将p赋空指针。
C语言还提供了一个函数叫 calloc , calloc 函数也用来动态内存分配。原型如下
void* calloc (size_t num, size_t size);
举个例子:
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main()
{
int *p = (int*)calloc(10, sizeof(int));
if (p == NULL)
{
printf("%s", strerror(errno));
return;
}
free(p);
p = NULL;
return 0;
}
所以如果我们对于申请内存空间的内容要求初始化,那么可以很方便的使用calloc函数来完成任务。
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 realloc 函数就可以做到对动态开辟内存大小
的调整。
函数原型如下:
void*realloc (void*ptr, size_tsize);
realloc在调整内存空间的是存在两种情况
情况 1 :原有空间之后有足够大的空间
情况 2 :原有空间之后没有足够大的空间
情况 1
当是情况 1 的时候,要扩展内存就直接原有内存之后直接追加空间,原来空间的数据不发生变化。
情况 2
当是情况 2 的时候,原有空间之后没有足够多的空间时,扩展的方法是:在堆空间上另找一个合适大小 的连续空间来使用。这样函数会把旧的空间的数据拷贝到新的空间的前面的位置,并把旧的空间释放,返回的是一个新的内存地址。
由于上述的两种情况, realloc 函数的使用就要注意一些。
举个例子:
#include <stdio.h>
int main()
{
int* ptr = (int*)malloc(100);
if (ptr == NULL)
{
printf("%s", strerror(errno));
return;
}
//扩展容量
//代码1
ptr = (int*)realloc(ptr, 1000);//这样可以吗?(如果申请失败会如何?)
//代码2
int* p = NULL;
p = realloc(ptr, 1000);
if (p != NULL)
{
ptr = p;
}
//业务处理
free(ptr);
return 0;
}
对于代码一来说前面我们提到realloc返回的是一个新的内存地址。如果realloc开辟失败会返回空指针,如果直接用ptr接收可能会把原来的函数都忘掉。所以我们先创建一个新的指针来接收。
void test()
{
int *p = (int *)malloc(INT_MAX/4);
*p = 20;//如果p的值是NULL,就会有问题
free(p);
}
void test()
{
int i = 0;
int *p = (int *)malloc(10*sizeof(int));
if(NULL == p)
{
exit(EXIT_FAILURE);
}
for(i=0; i<=10; i++)
{
*(p+i) = i;//当i是10的时候越界访问
}
free(p);
}
void test()
{
int a = 10;
int *p = &a;
free(p);//ok?
}
void test()
{
int *p = (int *)malloc(100);
p++;
free(p);//p不再指向动态内存的起始位置
}
void test()
{
int *p = (int *)malloc(100);
free(p);
free(p);//重复释放
}
void test()
{
int *p = (int *)malloc(100);
if(NULL != p)
{
*p = 20;
}
}
int main()
{
test();
while(1);
}
忘记释放不再使用的动态开辟的空间会造成内存泄漏。
切记:
动态开辟的空间一定要释放,并且正确释放 。
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。
有了这幅图,我们就可以更好的理解在《 C 语言初识》中讲的 static 关键字修饰局部变量的例子了。
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