C C 記憶體管理

靜態記憶體是指在程式開始執行時由編譯器分配的記憶體，它的分配是在程式開始編譯時完成的，不占用cpu資源。程式中的各種變數，在編譯時系統已經為其分配了所需的記憶體空間，當該變數在作用域內使用完畢時，系統會自動釋放所占用的記憶體空間。變數的分配與釋放，都無須程式設計師自行考慮。

eg:基本型別，陣列

使用者無法確定空間大小，或者空間太大，棧上無法分配時，會採用動態記憶體分配。用malloc或者new申請任意多少的記憶體，程式設計師自己負責在何時用free或者delete手動釋放記憶體。只用malloc或new分配的內存在堆裡。

(1) 靜態記憶體分配在編譯時完成，不占用cpu資源; 動態記憶體分配在執行時，分配與釋放都占用cpu資源。

(2) 靜態內存在棧(stack)上分配; 動態記憶體在堆(heap)上分配。

(3) 動態記憶體分配需要指標和引用型別支援，靜態不需要。

(4) 靜態記憶體分配是按計畫分配，由編譯器負責; 動態記憶體分配是按需分配，由程式設計師負責。

虛擬記憶體結構：

記憶體分配方式一共有三種：

(1)從靜態儲存

區域分配（全域性變數，靜態變數，在虛擬記憶體的資料段

）內存在程式編譯的時候就已經分配好，這塊內存在程式的整個執行期間都存在，例如，全域性變數，靜態變數。

(2)在棧上建立（區域性變數，在虛擬記憶體的棧，屬於靜態記憶體

）在執行函式時，函式內區域性變數的儲存單元都可以在棧上建立，函式執行結束後這些儲存單元自動被釋放。棧記憶體分配運算內置於處理器的指令集中，效率很高，但是分配的記憶體容量有限。

(3)在堆上分配，亦稱動態記憶體分配(malloc或者new申請，在虛擬記憶體的

堆裡，即在「空洞」裡，屬於動態記憶體)

程式在執行的時候用malloc或者new申請任意多少的記憶體，程式設計師自己負責在何時用free或者delete手動釋放記憶體。動態記憶體的生存期由程式設計師決定，使用非常靈活，但是問題也多。

(1)靜態儲存區域以及建立的棧，在函式執行完以後，出棧銷毀，這個過程會自動釋放靜態分配的記憶體，不需要程式設計師手動操作；

(2)而動態分配的記憶體，實際是在堆上，系統沒法自動釋放堆上的記憶體，需要程式設計師手動寫free或者delete函式來告訴系統需要釋放堆上哪個位置的記憶體；

(1)記憶體尚未分配成功，卻使用了它；

解決辦法：在使用記憶體之前檢查指標是否為null。如果指標p是函式的引數，那麼在函式的入口使用assert(p != null) 進行檢查，如果是用malloc或者new來申請的，應該用if (p == null)或者 if (p != null) 來進行防錯處理。

(2)記憶體分配雖然成功，但是尚未初始化就引用它；

錯誤原因：一是沒有初始化的觀念，二是誤以為記憶體的預設初值全為零，導致引用初值錯誤（如陣列）。

解決辦法：記憶體的預設初值是什麼並沒有統一的標準，儘管有些時候為零值，但是寧可信其有，不可信其無，無論以何種方式建立陣列，都要賦初值。

int *p1,*p2;
int a=100,b=60;
p1=&a;
p2=&b;
//或者*p1=a;*p2=b;
printf("%d,%d\n",*p1,*p2);//100,60

(3)記憶體分配成功並初始化，但是超過了記憶體的邊界；

這種問題常出現在陣列越界，寫程式是要仔細。

(4)忘記釋放記憶體，造成記憶體洩露；

含有這種錯誤的函式每次被呼叫都會丟失一塊記憶體，開始時記憶體充足，看不到錯誤，但終有一次程式死掉，報告記憶體耗盡。

（1）用malloc 或者 new 申請記憶體之後，應該立即檢查指標值是否為 null ，防止使用指標值為null的記憶體；

（2）不要忘記陣列和動態記憶體賦初值，防止未被初始化的記憶體作為右值使用；

（3）避免陣列或者指標下標越界，特別要當心「多1」或者「少1」的操作；

（4）動態記憶體的申請與釋放必須配對，防止記憶體洩露；

（5）用free或者delete釋放了記憶體之後，立即將指標設定為null，防止產生「野指標」。

8.1動態記憶體分配

//函式說明
#includevoid *malloc(size_t size);
void *calloc(size_t nmemb,size_t size);

(1)malloc的引數size表示分配的記憶體空間的大小，單位是位元組byte。

(2)calloc的引數nmemb表示分配的記憶體空間佔的資料項數目，引數size表示乙個資料項的大小，單位是位元組byte。也就是說calloc分配的是nmemb x size大小的記憶體空間。

兩者的區別是calloc將初始化所分配的記憶體空間，把所有位設定為0。

(3)呼叫成功返回分配記憶體的位址，失敗返回null。

8.2動態記憶體釋放

//函式說明
#includevoid free(void *ptr);

動態記憶體示例：

#include#includechar *upcase(char *inputstring);
int main(void)
//子函式中動態分配的記憶體的指標返回到主函式中
char *upcase(char *inputstring)
strcpy(newstring,inputsreing);
for(counter=0;counter=97 && newstring[counter]<=122)
}　　return newstring;
}

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