malloc,realloc,与calloc

动态存储分配
在数组一章中,曾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。C语言中不允许动态数组类型。
例如:
int n;
scanf("%d",&n);
int a[n];
用变量表示长度,想对数组的大小作动态说明,这是错误的。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。对于这种问题,用数组的办法很难解决。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地分配内存空间,也可把不再使用的空间回收待用,为有效地利用内存资源提供了手段。
常用的内存管理函数有以下三个:
1. 分配内存空间函数malloc
调用形式:
(类型说明符*)malloc(size)
功能:在内存的动态存储区中分配一块长度为"size"字节的连续区域。函数的返回值为该区域的首地址。
“类型说明符”表示把该区域用于何种数据类型。
(类型说明符*)表示把返回值强制转换为该类型指针。
“size”是一个无符号数。
例如:
pc=(char *)malloc(100);
表示分配100个字节的内存空间,并强制转换为字符数组类型,函数的返回值为指向该字符数组的指针,把该指针赋予指针变量pc。
2. 分配内存空间函数 calloc
calloc 也用于分配内存空间。
调用形式:
(类型说明符*)calloc(n,size)
功能:在内存动态存储区中分配n块长度为“size”字节的连续区域。函数的返回值为该区域的首地址。
(类型说明符*)用于强制类型转换。
calloc函数与malloc 函数的区别仅在于一次可以分配n块区域。
例如:
ps=(struet stu*)calloc(2,sizeof(struct stu));
其中的sizeof(struct stu)是求stu的结构长度。因此该语句的意思是:按stu的长度分配2块连续区域,强制转换为stu类型,并把其首地址赋予指针变量ps。
2. 释放内存空间函数free
调用形式:
free(void*ptr);
功能:释放ptr所指向的一块内存空间,ptr是一个任意类型的指针变量,它指向被释放区域的首地址。被释放区应是由malloc或calloc函数所分配的区域。
【例】分配一块区域,输入一个学生数据。
main()
{
struct stu
{
int num;
char *name;
char ***;
float score;
} *ps;
ps=(struct stu*)malloc(sizeof(struct stu));
ps->num=102;
ps->name="Zhang ping";
ps->***='M';
ps->score=62.5;
printf("Number=%d\nName=%s\n",ps->num,ps->name);
printf("Sex=%c\nScore=%f\n",ps->***,ps->score);
free(ps);
}

本例中,定义了结构stu,定义了stu类型指针变量ps。然后分配一块stu大内存区,并把首地址赋予ps,使ps指向该区域。再以ps为指向结构的指针变量对各成员赋值,并用printf输出各成员值。最后用free函数释放ps指向的内存空间。整个程序包含了申请内存空间、使用内存空间、释放内存空间三个步骤,实现存储空间的动态分配。

 一、基本特性

        1、 realloc()函数可以重用或扩展以前用malloc()、calloc()及realloc()函数自身分配的内存。

        2、 realloc()函数需两个参数:一个是包含地址的指针(该地址由之前的malloc()、calloc()或realloc()函数返回),另一个是要新分配的内存字节数。

        3、 realloc()函数分配第二个参数指定的内存量,并把第一个参数指针指向的之前分配的内容复制到新配的内存中,且复制的内容长度等于新旧内存区域中较小的那一个。即新内存大于原内存,则原内存所有内容复制到新内存,如果新内存小于原内存,只复制长度等于新内存空间的内容。

        4、realloc()函数的第一个参数若为空指针,相当于分配第二个参数指定的新内存空间,此时等价于malloc()、calloc()或realloc()函数。

        5、如果是将分配的内存扩大,则有以下3种情况:
        如果当前内存段后面有需要的内存空间,则直接扩展这段内存空间,realloc()将返回原指针。  
        如果当前内存段后面的空闲字节不够,那么就使用堆中的第一个能够满足这一要求的内存块,将目前的数据复制到新的位置,并将原来的数据块释放掉,返回新的内存块位置。
        如果申请失败,将返回NULL,此时,原来的指针仍然有效。

        二、注意事项

       1、第一个参数要么是空指针,要么是指向以前分配的内存。如果不指向以前分配的内存或指向已释放的内存,结果就是不确定的。

       2、 如果调用成功,不管当前内存段后面的空闲空间是否满足要求,都会释放掉原来的指针,重新返回一个指针,虽然返回的指针有可能和原来的指针一样,即不能再次释放掉原来的指针。

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