記憶體的申請和釋放

在c裡，記憶體管理是通過專門的函式來實現。另外，為了相容各種程式語言，作業系統提供的介面通常是c 語言寫成的函式宣告（windows 本身也由c和組合語言寫成）。

1分配記憶體malloc函式

需要包含標頭檔案：

and

函式宣告(函式原型)

void *malloc(int size);

說明：malloc 向系統申請分配指定size個位元組的記憶體空間。返回型別是void* 型別。void* 表示未確定型別的指標。c,c++規定，void* 型別可以強制轉換為任何其它型別的指標。

從函式宣告上可以看出。malloc 和new 至少有兩個不同:new返回指定型別的指標，並且可以自動計算所需要大小。比如：

int *p;

p = new int; //返回型別為int* 型別(整數型指標)，分配大小為sizeof(int);

或：　int* parr;

parr = new int [100]; //返回型別為int* 型別(整數型指標)，分配大小為sizeof(int) * 100;

而malloc則必須由我們計算要位元組數，並且在返回後強行轉換為實際型別的指標。

int* p;

p = (int *) malloc (sizeof(int));

第一、malloc 函式返回的是void * 型別，如果你寫成：p = malloc (sizeof(int)); 則程式無法通過編譯，報錯：「不能將void* 賦值給int * 型別變數」。所以必須通過(int *) 來將強制轉換。

第二、函式的實參為sizeof(int) ，用於指明乙個整型資料需要的大小。如果你寫成：　

int* p = (int *) malloc (1);

**也能通過編譯，但事實上只分配了1個位元組大小的記憶體空間，當你往裡頭存入乙個整數，就會有3個位元組無家可歸，而直接「住進鄰居家」！造成的結果是後面的記憶體中原有資料內容全部被清空。

malloc 也可以達到new 的效果，申請出一段連續的記憶體，方法無非是指定你所需要記憶體大小。

比如想分配100個int型別的空間：

int* p = (int *) malloc ( sizeof(int) * 100 ); //分配可以放得下100個整數的記憶體空間。

另外有一點不能直接看出的區別是，malloc 只管分配記憶體，並不能對所得的記憶體進行初始化，所以得到的一片新記憶體中，其值將是隨機的。

除了分配及最後釋放的方法不一樣以外，通過malloc或new得到指標，在其它操作上保持一致。

2釋放記憶體free函式

需要包含標頭檔案(和malloc 一樣)：

函式宣告：

void free(void *block);

即：void free(指標變數)；

之所以把形參中的指標宣告為void* ，是因為free必須可以釋放任意型別的指標，而任意型別的指標都可以轉換為void *。

舉例：

int* p = (int *) malloc(4);

*p = 100;

free(p); //釋放p 所指的記憶體空間

或者：int* p = (int *) malloc ( sizeof(int) * 100 ); //分配可以放得下100個整數的記憶體空間。

……free(p);

free不管你的指標指向多大的空間,均可以正確地進行釋放，這一點釋放比delete/delete 要方便。不過，必須注意，如果你在分配指標時，用的是new或new，那麼抱歉，當你在釋放記憶體時，你並不能圖方便而使用free來釋放。反過來，你用malloc 分配的記憶體，也不能用delete/delete 來釋放。一句話，new/delete、new/delete、malloc/free三對均需配套使用，不可混用！

3.calloc()和realloc()

calloc()函式有兩個引數,分別為元素的數目和每個元素的大小,這兩個引數的乘積就是要分配的記憶體空間的大小：void *calloc(size_t numelements,size_t sizeofelement); 。

如果呼叫成功,函式malloc()和函式calloc()都將返回所分配的記憶體空間的首位址。函式malloc()和函式calloc()的主要區別是前者不能初始化所分配的記憶體空間,而後者能。如果由malloc()函式分配的記憶體空間原來沒有被使用過，則其中的每一位可能都是0;反之,如果這部分記憶體曾經被分配過,則其中可能遺留有各種各樣的資料。也就是說，使用malloc()函式的程式開始時(記憶體空間還沒有被重新分配)能正常進行,但經過一段時間(記憶體空間還已經被重新分配)可能會出現問題。

函式calloc()會將所分配的記憶體空間中的每一位都初始化為零,也就是說,如果你是為字元型別或整數型別的元素分配記憶體,那麼這些元素將保證會被初始化為0;如果你是為指標型別的元素分配記憶體,那麼這些元素通常會被初始化為空指標;如果你為實型資料分配記憶體,則這些元素會被初始化為浮點型的零。

realloc()

原型：extern void *realloc(void *mem_address, unsigned int newsize);

用法：#include 有些編譯器需要#include

功能：改變mem_address所指記憶體區域的大小為newsize長度。

說明：如果重新分配成功則返回指向被分配記憶體的指標，否則返回空指標null。

當記憶體不再使用時，應使用free()函式將記憶體塊釋放。

注意：這裡原始記憶體中的資料還是保持不變的。

舉例：// realloc.c

#include

main()

詳細說明及注意要點：

1、如果有足夠空間用於擴大mem_address指向的記憶體塊，則分配額外記憶體，並返回mem_address

這裡說的是「擴大」，我們知道，realloc是從堆上分配記憶體的，當擴大一塊記憶體空間時，realloc()試圖直接從堆上現存的資料後面的那些位元組中獲得附加的位元組，如果能夠滿足，自然天下太平。也就是說，如果原先的記憶體大小後面還有足夠的空閒空間用來分配，加上原來的空間大小＝newsize。那麼就ok。得到的是一塊連續的記憶體。

2、如果原先的記憶體大小後面沒有足夠的空閒空間用來分配，那麼從堆中另外找一塊newsize大小的記憶體。

並把原來大小記憶體空間中的內容複製到newsize中。返回新的mem_address指標。（資料被移動了）。

老塊被放回堆上。

例如：#include

char *p，*q;

p = (char * ) malloc (10);

q=p;

p = (char * ) realloc (p,20);

…………………………

這段程式也許在編譯器中沒有辦法通過，因為編譯器可能會為我們消除一些隱患！在這裡我們只是增加了乙個記錄原來記憶體位址的指標q，然後記錄了原來的記憶體位址p，如果不幸的話，資料發生了移動，那麼所記錄的原來的記憶體位址q所指向的記憶體空間實際上已經放回到堆上了!這樣一來，我們應該終於意識到問題的所在和可怕了吧！

3、返回情況

返回的是乙個void型別的指標，呼叫成功。（這就再你需要的時候進行強制型別轉換）

返回null，當需要擴充套件的大小（第二個引數）為0並且第乙個引數不為null，此時原記憶體變成了「freed（游離）」的了。

返回null，當沒有足夠的空間可供擴充套件的時候，此時，原記憶體空間的大小維持不變。

4、特殊情況

如果mem_address為null，則realloc()和malloc()類似。分配乙個newsize的記憶體塊，返回乙個指向該記憶體塊的指標。

如果newsize大小為0，那麼釋放mem_address指向的記憶體，並返回null。

如果沒有足夠可用的記憶體用來完成重新分配（擴大原來的記憶體塊或者分配新的記憶體塊），則返回null.而原來的記憶體塊保持不變。

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