动态内存申请 你真的学会了吗?

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系列专栏:C语言

目录

1.动态分配内存的概述

2.静态分配、动态分配

1.动态分配函数

2、 free 函数(释放内存函数)

3、 calloc 函数

4、 realloc 函数(重新申请内存)

3.内存泄露


1.动态分配内存的概述

在数组一章中,介绍过数组的长度是预先定义好的,在整个程序中 固定不变 ,但是在实际的编程中, 往往会发生这种情况,即所需的内存空间取决于实际输入的数据 ,而无法预先确定 。为了解决上述问题, C语言提供了一些内存管理函数 ,这些内存管理函数可以按需要 动态的分配 内存空间,也可把不再使用的空间回收再次利用。

2.静态分配、动态分配

静态分配

1 、 在程序编译或运行过程中,按事先规定大小分配内存空间的分配方式。 int a [10]

2 、 必须事先知道所需空间的大小。

3 、 分配在栈区或全局变量区,一般以数组的形式。

4 、 按计划分配。

动态分配

1 、在程序运行过程中,根据需要大小自由分配所需空间。

2 、按需分配。

1.动态分配函数

1、malloc 函数

stdlib.h

函数原型: void *malloc(unsigned int size);

功能说明:

在内存的动态存储区 ( 堆区 ) 中分配 一块长度为 size 字节的连续区域 ,用来存放类型说明符指定的类型。

函数原型返回 void* 指针,使用时必须做相应的强制类型转换 ,分配的内存空间内容不确定,一般使用

memset 初始化。

返回值: 分配空间的起始地址 ( 分配成功 )

NULL

( 分配失败 )

注意

1 、在调用 malloc 之后,一定要判断一下,是否申请内存成功。

2 、如果多次 malloc 申请的内存,第 1 次和第 2 次申请的内存不一定是连续的

char *p;

p = (char *)malloc(20);

例 1:

#include<stdlib.h>

#include<stdio.h>

#include<string.h>

int main()

{

int i,*array,n;

printf("请输入您要申请的数组元素个数\n");

scanf("%d",&n);

array=(int *)malloc(n*sizeof(int));

if(array==NULL)

{

printf("申请内存失败\n");

return 0;

}

memset(array,0,n*sizeof(int));

for(i=0;i<n;i++)

{

array[i]=i;

}

for(i=0;i<n;i++)

{

printf("%d\n",array[i]);

}

free(array);//释放 array 指向的内存

return 0;

}

2、 free 函数(释放内存函数)

头文件: #include<stdlib.h>

函数定义 :void free(void *ptr)

函数说明: free 函数释放 ptr 指向的内存。

注意 ptr 指向的内存必须是 malloc calloc relloc 动态申请的内存

例 2:

char *p=(char *)malloc(100);

free(p);//

注意

(1) free 后,因为没有给 p 赋值,所以 p 还是指向原先动态申请的内存。但是内存已经不能再用了,p 变成野指针了。

(2) 、一块动态申请的内存只能 free 一次,不能多次 free

3、 calloc 函数

头文件: #include<stdlib.h>

函数定义: void * calloc(size_t nmemb,size_t size);

size_t 实际是无符号整型,它是在头文件中,用 typedef 定义出来的。

函数的功能:在内存的堆中,申请 nmemb 块,每块的大小为 size 个字节的连续区域

函数的返回值:

返回 申请的内存的首地址(申请成功)

返回 NULL (申请失败)

注意:

malloc calloc 函数都是用来申请内存的。

区别:

1) 函数的名字不一样

2) 参数的个数不一样

3) malloc 申请的内存,内存中存放的内容是随机的,不确定的,而 calloc 函数申请的内存中的内容为 0

例 3:调用方法

char *p=(char *)calloc(3,100);

在堆中申请了 3 块,每块大小为 100 个字节,即 300 个字节连续的区域。

4、 realloc 函数(重新申请内存)

咱们调用 malloc calloc 函数,单次申请的内存是连续的,两次申请的两块内存不一定连续。

有些时候有这种需求,即我先用 malloc 或者 calloc 申请了一块内存,我还想在原先内存的基础上挨着 继续申请内存。或者我开始时候使用 malloc calloc 申请了一块内存,我想释放后边的一部分内存。 为了解决这个问题,发明了 realloc 这个函数

头文件 #include<stdlib.h>

函数的定义: void* realloc(void *s,unsigned int newsize);

函数的功能:

在原先 s 指向的内存基础上重新申请内存,新的内存的大小为 new_size 个字节,

如果原先内存后面有足够大的空间,就追加,如果后边的内存不够用,则 relloc 函数会在堆区 找一个 newsize 个字节大小的内存申请,将原先内存中的内容拷贝过来,然后释放原先的内存,最后返回新内存的地址。

如果 newsize 比原先的内存小,则会释放原先内存的后面的存储空间,只留前面的 newsize 个字节

返回值:新申请的内存的首地址

例 4:

char *p;

p=(char *)malloc(100)

//咱们想在 100 个字节后面追加 50 个字节

p=(char *)realloc(p,150);//p 指向的内存的新的大小为 150 个字节

例 5:

char *p;

p=(char *)malloc(100)

//咱们想重新申请内存,新的大小为 50 个字节

p=(char *)realloc(p,50);//p 指向的内存的新的大小为 50 个字节,100 个字节的后 50 个字节的存储空间 就被释放了

注意:malloc calloc relloc 动态申请的内存,只有在 free 或程序结束的时候才释放。

3.内存泄露

内存泄露的概念:

申请的内存,首地址丢了,找不了,再也没法使用了,也没法释放了,这块内存就被泄露了

内存泄露 例 1

int main()

{

char *p;

p=(char *)malloc(100);

//接下来,可以用 p 指向的内存了

p="hello world";//p 指向别的地方了

//从此以后,再也找不到你申请的 100 个字节了。则动态申请的 100 个字节就被泄露了

return 0;

}

内存泄露 例 2

void fun()

{

char *p;

p=(char *)malloc(100);

//接下来,可以用 p 指向的内存了

;

;

}

int main()

{

fun();

fun();

return 0;

}

//每调用一次 fun 泄露 100 个字节

内存泄露 解决方案 1

void fun()

{

char *p;

p=(char *)malloc(100);

//接下来,可以用 p 指向的内存了

;

;

free(p);

}

int main()

{

fun();

fun();

return 0;

}

内存泄露 解决方案 2

char * fun()

{

char *p;

p=(char *)malloc(100);

//接下来,可以用 p 指向的内存了

;

;

return p;

}

int main()

{

char *q;

q=fun();

//可以通过 q 使用 ,动态申请的 100 个字节的内存了

//记得释放

free(q);

return 0;

}

总结:申请的内存,一定不要把首地址给丢了,在不用的时候一定要释放内存。

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作者: HUI

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