动态内存开辟（上）
动态内存开辟（上）
- 一. 为什么会存在动态内存分配
- 二. 动态内存函数的介绍
- 1. malloc和free
- 1.1 malloc
- 1.2 free
- 1.3 完整的演示代码
- 2. calloc
- 3. realloc
- 三. 常见的动态内存错误
- 3.1 对NULL指针的解引用操作
- 3.2 对动态开辟空间的越界访问
- 3.3 对于非动态开辟内存使用free释放
- 3.4 使用free释放一块动态开辟内存的一部分
- 3.5 对同一块动态内存多次释放
- 3.6 动态开辟内存忘记释放（内存泄漏）
一. 为什么会存在动态内存分配
我们已经掌握了一下的内存开辟方式
int a = 20; //在栈区上开辟四个字节
char arr[20] = { 0 }; //在栈区上开辟10个字节的连续空间
但是上述开辟空间的方式有两个特点
1 空间开辟的大小是固定的
2 数组在声明的时候 必须指定数组的长度 它所需要内存在编译时分配
特点1很好理解
就像上面 我们指定数组arr之后 在栈区上就不可以改变数组的大小了
但是我们使用malloc指定内存的大小之后 还是可以使用realloc来重置大小
特点2 我们使用一段代码来解释下
我们发现 动态开辟内存可以不指定数组的长度 而是传递进去一个变量
有时候对于空间大小的需求 我们只有在程序运行的时候才能知道
这个时候我们就只能使用动态内存开辟了
二. 动态内存函数的介绍
1. malloc和free
1.1 malloc
c语言提供了一个动态内存开辟的函数：
void* malloc (size_t size);
这个函数像内存申请一块连续可用的空间 并且返回指向这块空间的指针 是一个无符号类型的指针
这其中有四个注意点
1 如果开辟成功，则返回一个指向开辟好空间的指针。
2 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。
3 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。
4 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。
特点一说明了这个函数的返回值
特点二说明了它开辟失败的情况
特点三详细介绍了它返回值的类型
特点四说明了如果开辟的空间为0 这个时候malloc会做什么
这里c语言提供了另一个函数 专门史用来做动态内存的释放和回收的
void free (void* ptr);
1.2 free
free函数也有两个特点
1 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。
2 如果参数 ptr 是NULL指针，则函数什么事都不做。
这里特别要注意特点1 我们来看一段代码
int main()
{
int a = 10;
int* p = &a;
free(p);
p = NULL;
return 0;
}
如果我们写出来上面这一段代码 那么我们的编译器会给我们报错
特点二是一个知识点 我们记一下就好了
指针指向NULL的时候 free什么都不做
int main()
{
int a = 10;
int* p = &a;
p = NULL;
free(p);
return 0;
}
1.3 完整的演示代码
int main()
{
// 代码1
int num = 0;
scanf("%d", &num);
int arr[50] = { 0 };
//代码2
int* p = (int*)malloc(num * sizeof(int));
if (NULL == p)
{
perror(malloc);
}
else
{
int i = 0;
for ( i = 0; i < num; i++)
{
*(p + i) = i;
}
}
free(p);
p = NULL;
return 0;
}
2. calloc
c语言还提供了一个函数叫做 calloc calloc函数也用来动态内存分配
原型如下
void* calloc (size_t num, size_t size);
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。
int main()
{
int* p = (int*)calloc(40, sizeof(int));
if (NULL==p)
{
perror(calloc);
}
free(p);
p = NULL;
return 0;
}
代码如上
我们来看看它们的内存
我们可以发现全部初始化内存确实为0
3. realloc
1 realloc函数的出现让动态内存管理更加灵活。
2 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。
void* realloc (void* ptr, size_t size);
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。
情况一 如果说原有空间之后又足够大的空间 那么就直接扩展内存追加空间 原理啊空间的数据不发生变化
情况二 当情况2的时候 原有空间之后没有足够多的空间 扩展的方法是 在堆空间上另外寻找一个合适大小的连续空间来使用 这样函数返回的是一个新的内存地址
int main()
{
int* p = (int*)malloc(100);
if (p==NULL)
{
perror(malloc);
}
else
{
;
}
// p = (int*)realloc(p, 1000);
// 这个写法因为有可能 realloc开辟内存失败 这样的话返回一个空指针
// 开辟的内存空间就消失了
// 所以说 我们赋值前要判断是否为空指针
int* ptr = (int*)realloc(p, 1000);
if (ptr==NULL)
{
perror(realloc);
}
else
{
p = ptr;
}
free(p);
p = NULL;
return 0;
}
三. 常见的动态内存错误
3.1 对NULL指针的解引用操作
void test()
{
int* p = (int*)malloc(INT_MAX / 4);
*p = 20;//如果p的值是NULL，就会有问题
free(p);
}
3.2 对动态开辟空间的越界访问
int main()
{
int* p = (int*)malloc(10);
if (p==NULL)
{
perror(malloc);
}
else
{
int i;
for ( i = 0; i <= 10; i++)
{
*(p + i) = i;
}
}
free(p);
p = NULL;
}
3.3 对于非动态开辟内存使用free释放
int main()
{
int a = 10;
int* p = &a;
free(p);
}
3.4 使用free释放一块动态开辟内存的一部分
int main()
{
int* p = (int*)malloc(40);
p++;
free(p);
return 0;
}
3.5 对同一块动态内存多次释放
int main()
{
int* p = (int*)malloc(40);
free(p);
free(p);
return 0;
}
3.6 动态开辟内存忘记释放（内存泄漏）
int main()
{
while (1)
{
int* p = (int*)malloc(20);
if (NULL == p)
{
perror(malloc);
}
else
{
*p = 20;
}
}
return 0;
}
以上就是本篇博客的全部内容啦 由于博主才疏学浅 所以难免会出现纰漏 希望大佬们看到错误之后能够
不吝赐教 在评论区或者私信指正 博主一定及时修正
那么大家下期再见咯