c語言詳解動態(tài)內(nèi)存分配及常見錯誤的解決
為什么會有動態(tài)內(nèi)存分配
內(nèi)存使用方式有兩種
1.創(chuàng)建一個變量
2.創(chuàng)建一個數(shù)組
int a = 1; int arr[10];
但是這兩種方式都有一些特點(diǎn)
1.空間是固定大小的，不會變
2.必須提前知道要開辟多少空間，必須指定數(shù)組的長度。
但是實(shí)際上，對于空間的需求，有些時候，我們并不知道要分配多少內(nèi)存空間，有時候需要在程序運(yùn)行時才知道，比如用一個數(shù)組存放班級學(xué)生的年齡，我們不知道有多少個學(xué)生，不知道需要多大的空間，而且編譯器又不支持變長的數(shù)組，應(yīng)該是常量表達(dá)式。這時候，用數(shù)組分配固定的空間就不適合了。
為了更好地分配內(nèi)存空間，這時候就需要我們的動態(tài)內(nèi)存分配了。
說到內(nèi)存，我們知道內(nèi)存分為3個區(qū)域，棧區(qū)，堆區(qū)，靜態(tài)區(qū)。
棧區(qū)——局部變量，函數(shù)形參
堆區(qū)——動態(tài)內(nèi)存分配
靜態(tài)區(qū)——全局變量，靜態(tài)變量（如static int a = 10）
動態(tài)內(nèi)存函數(shù)的介紹
malloc
void *malloc( size_t size );
函數(shù)向堆區(qū)開辟一塊連續(xù)的空間，返回空間的起始地址。
- 開辟成功，返回一個開辟好的空間的指針
- 開辟失敗，返回NULL指針，所以要檢查是否開辟成功
- 返回的類型是void*，所以malloc并不知道開辟的類型，自己決定
- 如果size為0，malloc的行為是標(biāo)準(zhǔn)未定義的，取決于編譯器
- 記得引用頭文件#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <errno.h>
int main()
{
int* p = (int*)malloc(10 * sizeof(int));
if (p == NULL)
{
//打印錯誤原因的一個方式
printf("%s\n", strerror(errno));
}
else
{
//正常使用
int i = 0;
for (i = 0; i < 10; i++)
{
*(p + i) = i;
}
for (i = 0; i < 10; i++)
{
printf("%d ", *(p+i));
}
}
//釋放
free(p);
p = NULL;
return 0;
}free
void free( void *memblock );
c語言提供一個函數(shù)free，專門用來動態(tài)內(nèi)存的回收和釋放的
頭文件是#include <stdlib.h>
注意幾點(diǎn)：
用于動態(tài)開辟的內(nèi)存，如果不是的話，那free函數(shù)行為是未定義的
如果指針是NULL指針，則函數(shù)什么事都不做
被free后的指針最好手動置為NULL，避免野指針,造成錯誤
free(p); p=NULL;
calloc
void *calloc( size_t num, size_t size );
calloc也是用來動態(tài)開辟空間。頭文件也為#include <stdlib.h>
與malloc的區(qū)別：
參數(shù)不同
與malloc的區(qū)別只在于calloc會返回地址之前把申請的空間的每個字節(jié)初始化為0。
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <errno.h>
int main()
{
//malloc(10*sizeof(int));
int*p = (int*)calloc(10, sizeof(int));
if (p == NULL)
{
printf("%s\n", strerror(errno));
}
else
{
int i = 0;
for (i = 0; i < 10; i++)
{
printf("%d ", *(p + i));
}
}
free(p);
p = NULL;
return 0;
}調(diào)試一下，可以看到內(nèi)存都初始化為0了
根據(jù)實(shí)際情況，如果需要初始化的話那就使用calloc
realloc
void *realloc( void *ptr, size_t size );
頭文件也是引用#include <stdlib.h>
ptr是要調(diào)整的內(nèi)存地址
size調(diào)整之后新大小，而不是增加的大小
返回值為調(diào)整之后的內(nèi)存起始位置
realloc函數(shù)的出現(xiàn)讓動態(tài)內(nèi)存管理更加靈活
有時候我們發(fā)現(xiàn)申請的空間太小，有時候又會覺得申請過大了，為了合理的分配內(nèi)存，我們可以對內(nèi)存的大小做靈活的調(diào)整，realloc可以做到對動態(tài)內(nèi)存大小的調(diào)整
注意事項(xiàng)
realloc在調(diào)整內(nèi)存存在兩種情況
情況1：原有空間之后有足夠大的空間
- 如果p指向的空間之后有足夠的內(nèi)存可以追加，則直接追加，后返回p
情況2：原有空間之后沒有足夠的空間
- 如果p指向的空間之后沒有足夠的內(nèi)存空間可以追加，則realloc函數(shù)會重新找一個新的內(nèi)存區(qū)域開辟一塊滿足需求的空間，并且把原來內(nèi)存中的數(shù)據(jù)拷貝回來，釋放舊的內(nèi)存空間，最后返回新開辟的內(nèi)存空間地址
- 得用一個新的變量來接收realloc的返回值
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <errno.h>
int main()
{
int* p = (int*)malloc(20);
if (p == NULL)
{
printf("%s\n", strerror(errno));
}
else
{
int i = 0;
for (i = 0; i < 5; i++)
{
*(p + i) = i;
}
}
//在使用malloc開辟的20個空間
//假設(shè)這里20個字節(jié)不能滿足我們的使用
//希望我們能有40個字節(jié)的空間
//這里就可以使用realloc來調(diào)整動態(tài)開辟的內(nèi)存
int* ptr = realloc(p, 40);
if (ptr != NULL)
{
p = ptr;
int i = 0;
for (i = 5; i < 10; i++)
{
*(p + i) = i;
}
for (i = 0; i < 10; i++)
{
printf("%d ", *(p+ i));
}
}
free(p);
p = NULL;
return 0;
}常見的錯誤
對NULL指針的解引用操作
int main()
{
int* p = (int*)malloc(INT_MAX/4);
*p = 20;//如果p是空指針，就會有問題；
free(p);
return 0;
}越界訪問
int* p = (int*)malloc(40);
if (p == NULL)
{
return 0;
}
int i = 0;
//越界
for (i = 0; i <= 10; i++)
{
*(p + i) = i;
}
free(p);
p = NULL;應(yīng)該是i<10
對非動態(tài)內(nèi)存進(jìn)行free
int a = 10;
int* p = &a;
free(p);
p = NULL;使用free釋放動態(tài)開辟內(nèi)存的一部分
int* p = (int*)malloc(40);
if (p == NULL)
{
return 0;
}
int i = 0;
for (i = 0; i < 10; i++)
{
*p++ = i;
}
free(p);
return 0;
p不在指向動態(tài)內(nèi)存開辟的起始位置，我們應(yīng)該重新定義一個指針來記住起始地址
對同一塊動態(tài)內(nèi)存多次釋放
int* p = (int*)malloc(40);
if (p == NULL)
{
return 0;
}
free(p);
free(p);
對動態(tài)內(nèi)存內(nèi)存忘記釋放（內(nèi)存泄漏）
忘記釋放動態(tài)開辟的內(nèi)存，就會造成內(nèi)存泄漏
while (1)
{
malloc(1);
Sleep(1000);
}申請內(nèi)存而不還，計算機(jī)的內(nèi)存是有限的，內(nèi)存將會被耗干
到此這篇關(guān)于c語言詳解動態(tài)內(nèi)存分配及常見錯誤的解決的文章就介紹到這了,更多相關(guān)c語言動態(tài)內(nèi)存分配內(nèi)容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！
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