动态内存管理
动态内存函数
malloc
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。
int main() {
int arr[10] = {
0 };
//动态内存管理
int* p = (int*)malloc(40);
if (p == NULL) {
printf("%s\n", strerror(errno));
return 1;
}
//使用
int i = 0;
for (i = 0; i < 10; i++) {
*(p + i) = i;
}
for (i = 0; i < 10; i++) {
printf("%d ", *(p + i));
}
return 0;
}
如果开辟成功，则返回一个指向开辟好空间的指针。
如果开辟失败，则返回一个NULL指针，因此malloc的返回值一定要做检查。
返回值的类型是 void* ，所以malloc函数并不知道开辟空间的类型，具体在使用的时候使用者自己
来决定。
如果参数 size 为0，malloc的行为是标准是未定义的，取决于编译器。
free
void free (void* ptr);
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
int main() {
int arr[10] = {
0 };
//动态内存管理
int* p = (int*)malloc(40);
if (p == NULL) {
printf("%s\n", strerror(errno));
return 1;
}
//使用
int i = 0;
for (i = 0; i < 10; i++) {
*(p + i) = i;
}
for (i = 0; i < 10; i++) {
printf("%d ", *(p + i));
}
//没有free
//并不是说内存空间就不会收了
//当程序退出的时候，系统会自动回收内存空间
free(p);
p = NULL;
return 0;
}
如果参数 ptr 指向的空间不是动态开辟的，那free函数的行为是未定义的。
如果参数 ptr 是NULL指针，则函数什么事都不做。
calloc
void* calloc (size_t num, size_t size);
calloc 函数也用来动态内存分配
//开辟10个整型的空间
int main(){
int* p = (int*)calloc(10, sizeof(int));
if (p == NULL) {
printf("%s\n", strerror(errno));
return 1;
}
//打印
int i = 0;
for (i = 0; i < 10; i++) {
printf("%d", *(p + i));
}
//释放
free(p);
p = NULL;
return 0;
}
函数的功能是为 num 个大小为 size 的元素开辟一块空间，并且把空间的每个字节初始化为0。
与函数 malloc 的区别只在于 calloc 会在返回地址之前把申请的空间的每个字节初始化为全0
realloc
void realloc (void ptr, size_t size);**
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。
int main()
{
int* p = (int*)malloc(40);
if (p == NULL) {
printf("%s\n", strerror(errno));
return 1;
}
//使用
//1,2,3,4,5,6,7,8,9,10
int i = 0;
for (i = 0; i < 10; i++) {
*(p + i) = i + 1;
}
//扩容
//p = realloc(p, 80);
//可能扩容失败
int* ptr = realloc(p, 80);
if (ptr != NULL) {
p = ptr;
}
//使用
for (i = 0; i < 10; i++) {
printf("%d", *(p + i));
}
free(p);
p = NULL;
return 0;
}
int main()
{
int* p = (int*)malloc(40);
if (p == NULL) {
printf("%s\n", strerror(errno));
return 1;
}
//使用
//1,2,3,4,5,6,7,8,9,10
int i = 0;
for (i = 0; i < 10; i++) {
*(p + i) = i + 1;
}
//扩容
//p = realloc(p, 80);
//可能扩容失败
int* ptr = realloc(p, 8000);
if (ptr != NULL) {
p = ptr;
}
//使用
for (i = 0; i < 10; i++) {
printf("%d", *(p + i));
}
free(p);
p = NULL;
return 0;
}
ptr 是要调整的内存地址
size 调整之后新大小
返回值为调整之后的内存起始位置。
这个函数调整原内存空间大小的基础上，还会将原来内存中的数据移动到 新 的空间。
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
常见的动态内存的错误
对NULL指针的解引用操作
int main()
{
int* p = (int*)malloc(40);
if (p == NULL) {
return 1;
}
*p = 20;
free(p);
p = NULL;
return 0;
}
对动态开辟空间的越界访问
int main()
{
int* p = (int*)malloc(40);
if (p == NULL)
{
printf("%s\n", strerror(errno));
return 1;
}
int i = 0;
for (i = 0; i < 10; i++) {
p[i] = i;
printf("%d ", p[i]);
}
free(p);
p = NULL;
return 0;
}
对非动态开辟内存使用free函数
int main() {
int a = 10;
int* p = &a;
free(p);
p = NULL;
return 0;
}
使用free释放一块动态开辟内存的一部分
int main() {
int* p = (int*)malloc(40);
if (p == NULL)
{
printf("%s\n", strerror(errno));
return 1;
}
int i = 0;
for (i = 0; i < 10; i++) {
*p = i;
p++;
}
free(p);
p = NULL;
return 0;
}
对同一块动态内存多次释放
int main() {
int* p = (int*)malloc(40);
free(p);
p = NULL;
free(p);
}
动态开辟内存忘记释放（内存泄漏）
开辟内存不用且不释放
void test() {
int* p = (int*)malloc(40);
int flag = 0;
scanf("%d", &flag);
if (flag == 5)
return 0;
free(p);
p = NULL;
}
int main() {
test();
return 0;
}
返回栈空间地址的问题
int* test() {
int a = 10;
int* p = &a;
return p;
}
int main() {
int* p = test();
printf("hehe\n");
printf("%d", *p);
}
C/C++程序的内存开辟
柔性数组
C99 中，结构中的最后一个元素允许是未知大小的数组，这就叫做『柔性数组』成员。
typedef struct st_type
{
int i;
int a[0];//柔性数组成员
}type_a;
特点
- 结构中的柔性数组成员前面必须至少一个其他成员。
- 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。
struct s {
int a;
int arr[];
};
int main() {
printf("%d", sizeof(struct s));
return 0;
}
struct s {
int a;
int arr[];
};
int main() {
//柔性数组的使用
struct s* ps = (struct s*)malloc(sizeof(struct s) + 40);
return 0;
}