c/c++语言开发共享C语言的动态内存分配及动态内存分配函数详解

mallocvoid *malloc( size_tsize);tips:这里的size代表的是字节的大小malloc的使用://malloc的使用#define _crt_secure_no_war

malloc

void *malloc( size_t size );

tips:这里的size代表的是字节的大小

malloc的使用:

//malloc的使用  #define _crt_secure_no_warnings 1  #include <stdio.h>  #include <string.h>  #include <errno.h>  #include <stdlib.h>     int main()  {      int* str = 0;      int* p = 0;      str = (int*)malloc(10*sizeof(int));//开辟十个整型空间      if (null == str)      {          printf("%sn", strerror(errno));//若开辟失败          //使用报错函数strerror(errno)    要引用头文件<string.h>      }      else      {          p = str;      }      free(p);      p = null;      return 0;  }

free

释放申请的内存空间,例:free(p)

当释放后,虽然p中的值还在,不变,但p就为野指针了。所以建议释放后将p设置为空指针。(p=null)

calloc

calloc:开辟并且初始化为0的数组。

void* calloc(size_t num,size_t size)

  • num——元素个数
  • size——元素大小

成功的话返回地址,失败返回空指针null

calloc的使用:

#define _crt_secure_no_warnings 1  #include <stdio.h>  #include <string.h>  #include <errno.h>  #include <stdlib.h>     int main()  {      int* str = 0;      int* p = 0;      str = (int*)calloc(10,sizeof(int));      if (null == str)      {          printf("%sn", strerror(errno));      }      else      {          p = str;      }      free(p);      p = null;      return 0;  }

realloc

可开辟空间,也可以调整空间。

void *realloc( void *memblock, size_t size );

  • memblock——要开辟空间的指针类型
  • size——要开辟的字节大小

p=(int)realloc(p,80)*——这样子写也是有风险的。

风险:为了避免可能会把增容的后面的已有的内存空间给覆盖掉,所以会在另一块大小足够的地方开辟空间,然后把原来的数据转移到新的空间上。并且把原来的内存空间给释放掉。

若realloc调整空间失败,则返回null。原来的数据也没有了。

realloc的使用改进:

int* ptr=(int*)realloc(p,80);  if(null!=ptr)  {      p=ptr;//这样子能够保证确定了不为空指针后才正式传给p,相当于没有了会失去原来数据的风险  }

realloc的另一种用法:

int* p=(int*)realloc(null,40);

这种写法相当于malloc

常见的动态内存错误

对空指针的解引用操作

将malloc函数开辟一个贼大的空间,int_max,此时会有一个空指针,进行判断,如果为空指针就立马结束这个程序了。不要出问题(ps:这里的int_max的使用要引用头文件limits.h)

所以要判断是不是空指针,是的话就中断,例:

//错误写法  #define _crt_secure_no_warnings 1  #include <stdio.h>  #include <limits.h>  #include <string.h>  #include <errno.h>  #include <stdlib.h>     int main()  {      int i = 0;      int* p = (int*)malloc(int_max);      for (i = 0; i < 5; i++)      {          *(p + i) = i;      }      return 0;  }     //正确写法:  #define _crt_secure_no_warnings 1  #include <stdio.h>  #include <limits.h>  #include <string.h>  #include <errno.h>  #include <stdlib.h>     int main()  {      int i = 0;      int* p = (int*)malloc(int_max);      if (p == null)      {          printf("%sn", strerror(errno));//这里是将错误报出来          return 0;//发现是空指针,提前结束      }      for (i = 0; i < 5; i++)      {          *(p + i) = i;      }      return 0;  }   

对动态开辟空间的越界访问

不可以不申请即使用动态内存空间,会报错的。

tips:没有开辟的空间是不能使用的

对非动态开辟内存使用free释放

int main()  {      int p=0;      int* a=&p;      free(a);//这个样子是错误的      return 0;  }

使用free释放一块动态开辟内存的一部分

开辟动态空间的时候,一定要把起始位置给用变量存好,否则到时会无法释放内存。

//使用free释放一块动态开辟内存的一部分     //正确写法:  #define _crt_secure_no_warnings 1  #include <stdio.h>  #include <stdlib.h>     int main()  {      int i = 0;      int* p = (int*)malloc(10 * sizeof(int));      //正确写法:      for (i = 0; i < 5; i++)      {          *(p + i) = i;      }      free(p);      p=null;      return 0;  }                          //错误写法:  #define _crt_secure_no_warnings 1  #include <stdio.h>  #include <stdlib.h>     int main()  {      int i = 0;      int* p = (int*)malloc(10 * sizeof(int));      //错误写法:      for (i = 0; i < 5; i++)      {          *p = i;          p++;//这里会改变p的原始位置,使得无法指向一开始开辟动态内存空间的位置,最终报错      }      free(p);      p = null;      return 0;  }

对同一块动态内存多次释放

一块空间释放后不可再释放,但释放完后p置为空指针再次释放时不会报错。

q:free空指针时会有问题么?

a:不会,因为一块空间释放后就不能再次释放了,所以每次free完后记得置为空指针。

动态开辟内存忘记释放(内存泄露)

即使在函数中开辟内存空间也要记得释放。因为出了函数在外面想释放也无法释放。

但如果返回首元素的地址,free了也行,就是无论怎么样,一定要释放。

在任何地方开辟的内存空间都最好要释放。

找出下面问题:

t1:

void getmemory(char* p)  {      p=(char*)malloc(100);  }  void test(void)  {      char* str=null;      getmemory(str);      strcpy(str,"hello world");      printf(str);  }     int main()  {      test();      return 0;  }

出现的问题:

在这里str是空指针,而p只是新建的一个形参,运行完函数后无法返回p不存在了,但是内存空间还未被释放,而这个空间的地址此时是没有人能够知道的。也并不能将str里面的null改变,所以在strcpy时会出错,因为str此时为null指针,会造成非法访问内存,程序会崩溃。

而且在使用过程中只进行了动态内存的开辟,没有进行动态内存的释放,可能会造成动态内存泄露。

改进方法:

#define _crt_secure_no_warnings 1  #include <stdio.h>  #include <stdlib.h>  #include <string.h>     char* getmemory(char* p)  {      p = (char*)malloc(100);      return p;  }  void test(void)  {      char* str = null;      str = getmemory(str);      strcpy(str, "hello world");      printf(str);      free(str);      str = null;  }     int main()  {      test();      return 0;  }

函数的栈帧与创建:p尽管销毁,因为会先把p里面的值放入到寄存器中,寄存器里面不会销毁,之后再从寄存器位置传进去str。

C语言的动态内存分配及动态内存分配函数详解

t2:

C语言的动态内存分配及动态内存分配函数详解

出现的问题:

返回栈空间地址问题:

这里虽然能把p的地址传回去,但是在函数运行完后在函数里面创建的数据会被销毁,也就是说虽然能通过指针找到原来的内存所指向的地方,但是数据都以被销毁。

注意!!!

C语言的动态内存分配及动态内存分配函数详解

这样是可以的,因为返回的是栈空间的变量而不是栈空间的地址。

总结:

在创造函数如果返回地址而不是返回值,在用的时候可能依然是在函数内的值,但也有很大可能不是,可能不是的原因是有关函数栈帧方面,如果在引用地址前再写上一段例如:"printf("23333n");",可能会导致覆盖掉原来地址上的数据,所以无法通过传址来输出真正的值,因为会被覆盖掉。

t3:

C语言的动态内存分配及动态内存分配函数详解

出现的问题:

除了free没有太大毛病了。这里能够打印出hello。

t4:

C语言的动态内存分配及动态内存分配函数详解

出现的问题:

这里的free其实是把动态内存空间还给系统了,但是str的话没有定为空指针,仍然存着当初指向开辟的内存空间的地址,那么就还可以通过str找到当初开辟的内存空间,只是这个时候因为释放(free)str了,所以此时没有访问空间的权限,也就无法将world拷贝到str所指向的空间。

正确改法:

所以,在每次free后面都要记得设置为空指针。

柔性数组

在c99中,结构体中的最后一个元素是允许未知大小的数组,这就叫做【柔性数组】成员。

柔性数组的定义

//写法一:  struct s1  {      int n;      int arr[0];//大小是未指定  }  //写法二:  struct s2  {      int n;      int arr[];//大小是未指定  }  //总会有一种写法编译器不报错   

tips:在计算包含柔性数组大小的时候,柔性数组是不计算在大小里面的。(可以写一个来试一下)

柔性数组的特点:

  • 柔性数组前至少需要一个其他成员
  • sizeof返回的这种结构大小不包括柔性数组的内存
  • 包含柔性数组成员的结构用malloc()函数进行内存的动态分配,并且分配的内存应该大于结构的大小,以适应柔性数组的预期大小。

柔性数组的开辟(自己先写)

包含柔性数组的结构体不可以直接创建,而是要有malloc来开辟空间。

//写柔性数组的方法一:  #define _crt_secure_no_warnings 1  #include <stdio.h>  #include <stdlib.h>  #include <string.h>     struct p  {      int i;      int arr[];  };     int main()  {      struct p* cmp = (struct p*)malloc(sizeof(struct p) + 80);//这里是开辟了一共84个字节空间,分给arr数组80个字节空间      free(p);      p = null;      return 0;  }        //写柔性数组的方法二:(先开辟整个的,再开辟数组的)  #define _crt_secure_no_warnings 1  #include <stdio.h>  #include <stdlib.h>  #include <string.h>     struct p  {      int i;      int* arr;//这样才能在方法二中使用  };     int main()  {      struct p* cmp = (struct p*)malloc(sizeof(struct p));      cmp->i = 10;      cmp->arr = (int*)malloc(80);//从数组开始,再次开辟80个字节空间      free(p);      p = null;      return 0;  }   

第二种方案(劣势):

1.开辟和释放的次数多,容易出错

2.频繁多次开辟内存,会有内存碎片出现,可能会导致内存的使用效率不高

第一种方案优势:

1.方便释放

2.减少内存碎片的出现

总结

本篇文章就到这里了,希望能够给你带来帮助,也希望您能够多多关注<计算机技术网(www.ctvol.com)!!>的更多内容!  

需要了解更多c/c++开发分享C语言的动态内存分配及动态内存分配函数详解,都可以关注C/C++技术分享栏目—计算机技术网(www.ctvol.com)!

本文来自网络收集,不代表计算机技术网立场,如涉及侵权请联系管理员删除。

ctvol管理联系方式QQ:251552304

本文章地址:https://www.ctvol.com/c-cdevelopment/1074269.html

(0)
上一篇 2022年4月7日
下一篇 2022年4月7日

精彩推荐