c语言(动态内存管理函数)

1. 为什么要有动态内存分配

我们已经掌握的内存开辟⽅式有:

复制代码
int arr[10] = {0};
char a;

但是上述的开辟空间的⽅式有两个特点:

但是上述的开辟空间的⽅式有两个特点:

• 空间开辟⼤⼩是固定的。

• 数组在申明的时候,必须指定数组的⻓度,数组空间⼀旦确定了⼤⼩不能调整 但是对于空间的需求,不仅仅是上述的情况。

有时候我们需要的空间⼤⼩在程序运⾏的时候才能知道,那数组的编译时开辟空间的⽅式就不能满⾜了。 C语⾔引⼊了动态内存开辟,让程序员⾃⼰可以申请和释放空间,就⽐较灵活了。

2. malloc和free

2.1 malloc

C语⾔提供了⼀个动态内存开辟的函数:

复制代码
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。

• 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。

2.2 free

C语⾔提供了另外⼀个函数free,专⻔是⽤来做动态内存的释放和回收的,函数原型如下:

复制代码
void free (void* ptr);

free函数⽤来释放动态开辟的内存。

• 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。

malloc和free都声明在 stdlib.h 头⽂件中。

3. calloc和realloc

3.1 calloc

C语⾔还提供了⼀个函数叫 calloc , calloc 函数也⽤来动态内存分配。原型如下:

复制代码
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。 举个例⼦:

复制代码
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main()
{
 int *p = (int*)calloc(10, sizeof(int));
 if(NULL != p)
 {
     int i = 0;
     for(i=0; i<10; i++)
     {
         printf("%d ", *(p+i));
     }
 }
 free(p);
 p = NULL;
 return 0;
}

输出结果:

复制代码
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

3.2 realloc

• 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。

函数原型如下:

复制代码
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。

• 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

情况1

当是情况1的时候,要扩展内存就直接原有内存之后直接追加空间,原来空间的数据不发⽣变化。

情况2

当是情况2 的时候,原有空间之后没有⾜够多的空间时,扩展的⽅法是:在堆空间上另找⼀个合适⼤⼩ 的连续空间来使⽤。这样函数返回的是⼀个新的内存地址。

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