C語言 動態記憶體管理

2021-10-03 15:34:26 字數 2368 閱讀 2771

我們所掌握的記憶體開闢方式主要分為型別的定義和陣列開闢

eg:int val = 10;//在棧上開闢四個位元組

char array[10] = ;//在棧上用陣列開闢了十個位元組的連續空間

上述開闢空間的方法其開闢大小是固定的,陣列在宣告的時候,必須指定陣列長度。但對空間的需求,是在程式執行時才能知道,無法準確定義空間大小,可能會存在空間分配過小,記憶體不足或者空間過大,記憶體浪費的問題,所以延伸出動態記憶體分配。

記憶體分配的主要函式有:malloc,realloc,calloc,c++中則使用new

存分配的主要函式有:free,c++中則使用delete

malloc和free

malloc的函式介面:void* malloc(size_t size);

這個函式向記憶體申請一塊連續可用的空間,並返回指向這塊空間的指標。

如果開闢成功,則返回乙個指向開闢好空間的指標。

如果開闢失敗,則返回乙個null指標,因此malloc的返回值一定要做檢查。

返回值的型別是 void* ,所以malloc函式並不知道開闢空間的型別,具體在使用的時候使用者自己來決定。

free函式用來釋放動態開闢的記憶體。

如果引數 ptr 指向的空間不是動態開闢的,那free函式的行為是未定義的。

如果引數 ptr 是null指標,則函式什麼事都不做。

上面這段我演示了malloc申請和free釋放的過程,我們應該注意**裡的一些細節:

malloc申請的函式其返回值的型別為void*,我們需要將其強轉成我們指標所需要的型別,且malloc申請空間大小是按位元組來計算的,並不是字元的個數

申請空間完成後,應該對指標所指向的空間進行判空,看是否申請成功

空間使用完畢必須進行釋放,防止實現記憶體洩漏,且指標需再次置空,以免出現野指標的問題

c語言還提供了乙個函式叫 calloc , calloc 函式也用來動態記憶體分配。

calloc函式介面:void* calloc(size_t num,size_t size);

函式的功能是為 num 個大小為 size 的元素開闢一塊空間,並且把空間的每個位元組初始化為0。

calloc和malloc的區別:

與函式 malloc 的區別只在於 calloc 會在返回位址之前把申請的空間的每個位元組初始化為全0。舉個例子:

上述是其申請空間的用法,後面步驟與malloc用法相同,不在詳細描述。所以如果我們對申請記憶體空間內容要求初始化,那麼可以使用calloc函式來完成任務。

realloc

realloc函式的出現讓動態記憶體管理更加靈活

有時會我們發現過去申請的空間太小了,有時候我們又會覺得申請的空間過大了,那為了合理的時候記憶體,

我們一定會對記憶體的大小做靈活的調整。那 realloc 函式就可以做到對動態開闢記憶體大小的調整。

realloc函式介面:void* realloc(void* ptr,size_t size);

ptr 是要調整的記憶體位址

size 調整之後新大小

返回值為調整之後的記憶體起始位置。

這個函式調整原記憶體空間大小的基礎上,還會將原來記憶體中的資料移動到 新 的空間。

realloc在調整記憶體空間的是存在兩種情況:

情況1:原有空間之後有足夠大的空間

情況2:原有空間之後沒有足夠大的空間

常見realloc多是適用於指標所指向的空間不足時擴容

舉個栗子:

若不使用realloc,要實現函式增容則要進行以下幾步:1.開闢新空間,2.將就空間元素拷貝到新空間3.釋放就空間

使用realloc則更加方便,**更簡單。

以上便是常用動態記憶體開闢的函式及其使用方法,malloc模組中詳細敘述了動態記憶體分配的流程及方法,還有其中的陷阱。

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