C語言編程C++動態(tài)內存分配示例講解
動態(tài)內存管理
為什么存在動態(tài)內存分配
我們到現(xiàn)在為止掌握的是什么樣的內存開辟方式呢
//創(chuàng)建一個變量
int val = 20; //局部變量 在棧空間中開辟4個字節(jié)
int g_val = 10; //全局變量 在靜態(tài)區(qū)中開辟4個字節(jié)
//創(chuàng)建一個數(shù)組
char arr[10] = {0}; //局部區(qū)域 在?？臻g中開辟10個字節(jié)連續(xù)的空間
char g_arr[5] = {0};//全局區(qū)域 在靜態(tài)區(qū)空間中開辟5個字節(jié)的連續(xù)空間
但是上述的開辟空間的方式有兩個特點：
1.空間開辟大小是固定的。
2.數(shù)組在申明的時候，必須指定數(shù)組的長度，它所需要的內存在編譯時分配。
但是對于空間的需求，不僅僅是上述的情況。有時候我們需要的空間大小在程序運行的時候才能知道，那數(shù)組的編譯時開辟空間的方式就不能滿足了。 這時候就只能試試動態(tài)內存開辟了。
c99是支持變長數(shù)組的，但現(xiàn)在很多編譯器就不支持c99，連vs都不支持，所以就有動態(tài)內存的概念
動態(tài)內存函數(shù)的介紹
malloc申請空間和free釋放空間
c語言提供了一個動態(tài)內存開辟的函數(shù)
void* malloc(size_t size);
這個函數(shù)向內存申請一塊連續(xù)可用的空間，并返回指向這塊空間的指針。
1.如果開辟成功，則返回一個指向開辟好空間的指針。
2.如果開辟失敗，則返回一個NULL指針，因此malloc的返回值一定要做檢查。
3.返回值的類型是 void ，所以malloc函數(shù)并不知道開辟空間的類型，具體在使用的時候使用者自己來決定。*
4.如果參數(shù) size 為0，malloc的行為是標準未定義的，取決于編譯器。
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<string.h>
#include<errno.h>
int main()
{
//向內存申請10個整形的空間
int* p = (int*)malloc(10 * sizeof(int));
if (p == NULL)
{
//把開辟失敗的信息打印出來
printf("%s",strerror(errno));
}
else
{
//正常使用空間
int i = 0;
for (i = 0; i < 10; i++)
{
*(p + i) = i;//在找下標為i的元素
}
for (i = 0; i < 10; i++)//再把每個元素打印出來
{
printf("%d ", *(p + i));
}
}
return 0;
}
那我們可不可以看開辟失敗的呢
我們可以用INT_MAX（他是整形最大），一個超級大的數(shù)字
有借有還 free釋放內存
free函數(shù)用來釋放動態(tài)開辟的內存。
1.如果參數(shù) ptr 指向的空間不是動態(tài)開辟的，那free函數(shù)的行為是未定義的。
2.如果參數(shù) ptr 是NULL指針，則函數(shù)什么事都不做。
注意
malloc和free是成對使用的，誰開辟誰釋放
calloc申請內存
在內存中開辟一個數(shù)組，把元素都改成零
函數(shù)的功能是為 num 個大小為 size 的元素開辟一塊空間，并且把空間的每個字節(jié)初始化為0。
與函數(shù) malloc 的區(qū)別只在于 calloc 會在返回地址之前把申請的空間的每個字節(jié)初始化為全0
realloc調整動態(tài)內存的大小
當然我們可以申請空間，但會不會遇到申請的空間不夠了，想要增加一些些，大了想要去掉一些些
realloc使用的注意事項
1.如果p指向的空間之后有足夠的內存空間可以追加，則直接追加，后返回p
2.如果p指向的空間之后沒有足夠的內存空間可以追加，則realloc函數(shù)會重新找一塊新的內存區(qū)域，開辟一塊滿足需求的空間，并且把原來的內存中的數(shù)據(jù)拷貝回來，釋放舊的內存空間，最后返回新開辟的內存空間地址
3.但也有一個大問題，就是開辟INT_MAX，用新的變量ptr來接收realloc返回值
當然realloc也可以直接開辟空間
常見的動態(tài)內存錯誤
1.對NULL指針的解引用操作
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
int main()
{
int* p = (int*)malloc(40);//沒成功就會有大問題
int i = 0;
for (i = 0; i < 10; i++)
{
*(p + i) = i;
}
free(p);
p = NULL;
return 0;
}
所以為了防止沒有開辟動態(tài)內存成功就需要做個判斷
2.對動態(tài)開辟空間的越界訪問
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<string.h>
#include<errno.h>
int main()
{
int* p = (int*)malloc(5*sizeof(int));
if (p == NULL)//這里我的確判斷有沒有開辟成功了
{
printf("%s", strerror(errno));
}
else
{
int i = 0;
for (i = 0; i < 10; i++)//但是我這里訪問10個整型的空間
{
*(p + i) = i;
}
}
free(p);
p = NULL;
return 0;
}
3.對非動態(tài)開辟內存使用free釋放
int main()
{
int a = 0;
int* p = &a;
*p = 20;
free(p);
p = NULL;
return 0;
}
4.使用free釋放一塊動態(tài)內存開辟的一部分
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<string.h>
#include<errno.h>
int main()
{
int* p = (int*)malloc(40);
if (p == NULL)
{
return 0;//如果是空指針就直接返回，不干了
}
int i = 0;
for (i = 0; i < 10; i++)
{
*p++ = i;//這個++就是bug的地方
}
//回收空間
free(p);
p = NULL;
return 0;
}
只要p不是指向申請的空間的首地址，其他地方都是錯的
5.對同一塊動態(tài)內存多次釋放
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<string.h>
#include<errno.h>
int main()
{
int* p = (int*)malloc(40);
if (p == NULL)
{
return 0;
}
//使用
//釋放
free(p);
//...
free(p);
return 0;
}
6.動態(tài)開辟內存忘記釋放(內存泄漏)
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<string.h>
#include<errno.h>
int main()
{
while (1)
{
malloc(100);
}
return 0;
}
幾個面試題
題目1
void GetMemory(char* p)
{
p = (char*)malloc(100);
}
void Test(void)
{
char* str = NULL;
GetMemory(str);
strcpy(str,"hello world");
printf(str);//這個寫法和printf("%s",str);是一樣的
}
int main()
{
Test();
return 0;
}
問運行Test函數(shù)會有什么樣的結果
修改正確
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<string.h>
#include<errno.h>
void GetMemory(char* *p)
{
*p = (char*)malloc(100);
}
void Test(void)
{
char* str = NULL;
GetMemory(&str);
strcpy(str,"hello world");
printf(str);//這個寫法和printf("%s",str);是一樣的
free(str);//用完就釋放
str = NULL;
}
int main()
{
Test();
return 0;
}
題目2
char* GetMemory(void)
{
char p[] = "hello world";
return p;
}
void Test(void)
{
char* str = NULL;
str = GetMemory();
printf(str);
}
int main()
{
Test();
return 0;
}
請問運行Test 函數(shù)會有什么樣的結果
輸出隨機值
修改正確
既然是p被銷毀了，那我們讓他不銷毀就可以了延長它的生命周期用static
char* GetMemory(void)
{
static char p[] = "hello world";
return p;
}
void Test(void)
{
char* str = NULL;
str = GetMemory();
printf(str);
}
int main()
{
Test();
return 0;
}
題目3
void GetMemory(char **p, int num)
{
*p = (char *)malloc(num);
}
void Test(void)
{
char *str = NULL;
GetMemory(&str, 100);
strcpy(str, "hello");
printf(str);
}
這題基本和第一題一樣，不過這題就只有內存泄漏的錯誤
修改正確
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
void GetMemory(char** p, int num)
{
*p = (char*)malloc(num);
}
void Test(void)
{
char* str = NULL;
GetMemory(&str, 100);
strcpy(str, "hello");
printf(str);
free(str);//用完就釋放，防止內存泄漏
str = NULL;
}
int main()
{
Test();
return 0;
}
題目4
void Test(void)
{
char* str = (char*)malloc(100);
strcpy(str, "hello");
free(str);
if (str != NULL)
{
strcpy(str, "world");
printf(str);
}
}
問題非常大的打印出結果
修改正確
#include<stdio.h>
#include<string.h>
#include<stdlib.h>
void Test(void)
{
char* str = (char*)malloc(100);
strcpy(str, "hello");
free(str);//這里考查的是free釋放后并沒有使str為NULL，所以下面if判斷就沒有作用，如果使他有作用就讓str為NULL
str = NULL;
if (str != NULL)
{
strcpy(str, "world");
printf(str);
}
}
int main()
{
Test();
return 0;
}
這道題真正目的就是讓你什么都不打印
C/C++程序的內存開辟
C/C++程序內存分配的幾個區(qū)域：
棧區(qū)（stack）：在執(zhí)行函數(shù)時，函數(shù)內局部變量的存儲單元都可以在棧上創(chuàng)建，函數(shù)執(zhí)行結束時這些存儲單元自動被釋放。棧內存分配運算內置于處理器的指令集中，效率很高，但是分配的內存容量有限。 棧區(qū)主要存放運行函數(shù)而分配的局部變量、函數(shù)參數(shù)、返回數(shù)據(jù)、返回地址等。
堆區(qū)（heap）：一般由程序員分配釋放， 若程序員不釋放，程序結束時可能由OS回收 。分配方式類似于鏈表。
數(shù)據(jù)段（靜態(tài)區(qū)）（static）存放全局變量、靜態(tài)數(shù)據(jù)。程序結束后由系統(tǒng)釋放。
代碼段：存放函數(shù)體（類成員函數(shù)和全局函數(shù)）的二進制代碼。
以上就是C語言編程C++動態(tài)內存分配示例講解的詳細內容，更多關于C++動態(tài)內存分配的資料請關注腳本之家其它相關文章！
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