C语言——内存管理

目录:

一:内存的分配和管理的四个函数

(1)void *calloc(int num, int size)

(2)void free(void *address)

(3)void *malloc(int num)

(4)void *realloc(void *address, int newsize)

二:实例 

实例1:动态分配内存

实例2:重新调整内存的大小和释放内存

三:void * 和 char *


一:内存的分配和管理的四个函数

序号 函数和描述
1

(1)void *calloc(int num, int size)


在内存中动态地分配 num 个长度为 size 连续空间

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并将每一个字节都初始化为 0

所以它的结果是分配了 num*size 个字节长度的内存空间,并且每个字节的值都是0

2

(2)void free(void *address)


该函数释放 address 所指向的内存块

释放的是动态分配的内存空间

3

(3)void *malloc(int num)


堆区分配一块指定大小的内存空间,用来存放数据

这块内存空间在函数执行完成后不会被初始化,它们的值是未知的

4

(4)void *realloc(void *address, int newsize)


该函数重新分配内存,把内存扩展到 newsize

注意:void * 类型表示未确定类型的指针

C、C++ 规定 void * 类型可以通过类型转换强制转换为任何其它类型的指针

二:实例 

实例1:动态分配内存

如果您预先不知道需要存储的文本长度

例如您向存储有关一个主题的详细描述

在这里,我们需要定义一个指针

该指针指向未定义所需内存大小的字符,后续再根据需求来分配内存

当动态分配内存时,您有完全控制权可以传递任何大小的值

而那些预先定义了大小的数组,一旦定义则无法改变大小 

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
 
int main()
{
   char name[100];
   char *description;
 
   strcpy(name, "Zara Ali");
 
   /* 动态分配内存 */
   description = (char *)malloc( 200 * sizeof(char) );
   if( description == NULL )
   {
      fprintf(stderr, "Error - unable to allocate required memory\n");
   }
   else
   {
      strcpy( description, "Zara ali a DPS student in class 10th");
   }
   printf("Name = %s\n", name );
   printf("Description: %s\n", description );
}

运行结果:

Name = Zara Ali
Description: Zara ali a DPS student in class 10th

上面的程序也可以使用 calloc() 来编写,只需要把 malloc 替换为 calloc 即可,如下所示:

calloc(200, sizeof(char));

对于我们手动分配的内存,在 C 语言中是不用强制转换类型的

description = malloc( 200 * sizeof(char) ); // C 语言正确。
description = malloc( 200 * sizeof(char) ); // C++ 错误

 但是 C++ 是强制要求的,不然会报错

实例2:重新调整内存的大小和释放内存

当程序退出时,操作系统会自动释放所有分配给程序的内存

但是,建议您在不需要内存时,都应该调用函数 free() 来释放内存

或者,您可以通过调用函数 realloc() 增加或减少已分配的内存块的大小

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
 
int main()
{
   char name[100];
   char *description;
 
   strcpy(name, "Zara Ali");
 
   /* 动态分配内存 */
   description = (char *)malloc( 30 * sizeof(char) );
   if( description == NULL )
   {
      fprintf(stderr, "Error - unable to allocate required memory\n");
   }
   else
   {
      strcpy( description, "Zara ali a DPS student.");
   }
   /* 假设您想要存储更大的描述信息 */
   description = (char *) realloc( description, 100 * sizeof(char) );
   if( description == NULL )
   {
      fprintf(stderr, "Error - unable to allocate required memory\n");
   }
   else
   {
      strcat( description, "She is in class 10th");
   }
   
   printf("Name = %s\n", name );
   printf("Description: %s\n", description );
 
   /* 使用 free() 函数释放内存 */
   free(description);
}

运行结果:

Name = Zara Ali
Description: Zara ali a DPS student.She is in class 10th

您可以尝试一下不重新分配额外的内存

strcat() 函数会生成一个错误

因为存储 description 时可用的内存不足

三:void * 和 char *

对于 void 指针
GNU 认为 void * 和 char * 一样


下写法是正确的:
description = malloc( 200 * sizeof(char) );

按照 ANSI(American National Standards Institute) 标准

需要对 void 指针进行强制转换,如下:

description = (char *)malloc( 200 * sizeof(char) );

不能对 void 指针进行算法操作,如下:

void * pvoid;
pvoid++; //ANSI:错误
pvoid += 1; //ANSI:错误
// ANSI标准之所以这样认定,是因为它坚持:进行算法操作的指针必须是确定知道其指向数据类型大小的。

int *pint;
pint++; //ANSI:正确
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