C語言動態(tài)內(nèi)存分配和內(nèi)存操作函數(shù)使用詳解
更新時間：2022年12月27日 08:43:59 作者：編程遠(yuǎn)泊
但是在實際的編程中，往往會發(fā)生這種情況，即所需的內(nèi)存空間取決于實際輸入的數(shù)據(jù)，而無法預(yù)先確定 。為了解決上述問題，Ｃ語言提供了一些內(nèi)存管理函數(shù)，這些內(nèi)存管理函數(shù)可以按需要動態(tài)的分配內(nèi)存空間，也可把不再使用的空間回收再次利用
1 動態(tài)內(nèi)存分配的介紹
- 手動分配空間手動釋放空間，根據(jù)自己的需要分配固定大小的內(nèi)存空間。
- 動態(tài)內(nèi)存分配在堆區(qū)分配的空間，堆區(qū)空間需要手動分配，手動釋放。
- 分配堆區(qū)的函數(shù)使用malloc函數(shù)，釋放堆區(qū)空間使用free函數(shù)。
- 如果堆區(qū)空間沒有手動釋放，當(dāng)進程結(jié)束，系統(tǒng)會回收堆區(qū)的空間，一般都是手動釋放
2 malloc和free函數(shù)
#include <stdlib.h>
malloc函數(shù) ----> 在堆區(qū)分配空間
void *malloc(size_t size);
功能：手動在堆區(qū)分配內(nèi)存空間
參數(shù)：
@ size : 分配堆區(qū)空間的大小，以字節(jié)為單位
返回值：
成功：返回分配堆區(qū)空間的首地址
失?。悍祷豊ULLfree函數(shù) ----> 釋放堆區(qū)的空間
void free(void *ptr);
功能：手動釋放堆區(qū)的空間
參數(shù)：
@ ptr : 釋放堆區(qū)空間的首地址
返回值：無
3 測試代碼
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main(int argc, const char *argv[])
{
/*your code*/
#if 0
// 回顧：定義指針變量的初始化方式
int *p = NULL; // 指針變量p在棧區(qū)分配的空間
int a = 100; // 變量a在棧區(qū)分配的空間
p = &a; // 指針p指向棧區(qū)空間
char *str = "hello world";
// 指針變量str在棧區(qū)分配的空間
// "hello world" 在字符串的常量區(qū)
#endif
// 定義一個指針變量，指向一個堆區(qū)的空間
int *m_p = NULL;
m_p = (int *)malloc(sizeof(int));
// 對返回值進行判斷
if(m_p == NULL) {
printf("malloc memory failed!\n");
return -1;
}
printf("malloc memory successed!\n");
// 對m_p指針指向的堆區(qū)空間進行初始化
*m_p = 1000;
printf("打印堆區(qū)空間中的值 : %d\n", *m_p);
#if 0
// 釋放堆區(qū)的空間
free(m_p);
// 將m_p指向NULL,防止野指針的出現(xiàn)
m_p = NULL;
#endif
// 為什么必須釋放完堆區(qū)空間指針讓指針指向NULL，如果不指向有可能會出現(xiàn)野指針
printf("釋放之前，m_p指針變量中存放的地址 = %p\n", m_p);
// 釋放堆區(qū)的空間,
// free函數(shù)只是單純的釋放了堆區(qū)的空間，別人就可以再次使用這塊堆區(qū)空間，
// free函數(shù)并沒有將m_p指針變量中存放的地址清空，因此需要成需要手動將m_p指向NULL
free(m_p);
printf("釋放之后，m_p指針變量中存放的地址 = %p\n", m_p);
// 釋放堆區(qū)空間沒有將m_p指向NULL,此時依然可以對m_p指向的空間賦值，
// 并且編譯不會報錯，也可以正常指向，但是這樣就訪問了非法的空間。
*m_p = 2000;
printf("打印釋放堆區(qū)空間之后m_p指向的空間的值 : %d\n", *m_p);
// 如果將m_p指向null之后，就可以預(yù)防野指針的出現(xiàn)，
// 當(dāng)執(zhí)行程序時就會報段錯誤
m_p = NULL;
*m_p = 3000;
printf("打印釋放堆區(qū)空間之后m_p指向的空間的值 : %d\n", *m_p);//段錯誤
return 0;
}練習(xí)題：使用malloc在堆區(qū)給int *p； 分配（sizeof(int) * 10）,大小的空間，通過終端輸入的方式對堆區(qū)進行初始化，然后使用冒泡排序的方式對堆區(qū)空間中的成員進行排序。使用多文件編程的方式實現(xiàn)。
bubbling.h文件：
#ifndef __BUBBLING_H__ #define __BUBBLING_H__ #include <stdio.h> #include <stdlib.h> int *malloc_int(int len); void print(int *p,int len); void bubbling(int *p,int len); void free_p(int *p); #endif
main.c文件：
#include "bubbling.h"
int main(int argc, const char *argv[])
{
printf("請輸入要輸入元素的個數(shù)>");
int n=0;
scanf("%d",&n);
int *p=malloc_int(n);
printf("請輸入要排序的元素>\n");
for(int i=0;i<n;i++){
scanf("%d",p+i);
}
printf("未排序前>\n");
print(p,n);
bubbling(p,n);
printf("排序后>\n");
print(p,n);
free_p(p);
p=NULL;
return 0;
}
malloc_free.c文件：
#include "bubbling.h"
int *malloc_int(int len){
int *q=(int *)malloc(sizeof(int)*len);
if(NULL==q){
printf("申請空間失敗！\n");
}
return q;
}
void free_p(int *p){
if(NULL==p){
printf("傳參錯誤!\n");
}
free(p);
p=NULL;
}
bubbling.c文件：
#include "bubbling.h"
void bubbling(int *p,int len){
if(NULL==p){
printf("傳參錯誤！\n");
}
for(int j = 0; j < len-1; j++){
//內(nèi)層循環(huán)控制一趟排序
for(int i = 0; i < len-1-j; i++){
//此處的 -1 是防止越界訪問的
//此處的 -j 是因為每趟都可以少比較一個元素
if(p[i] > p[i+1]){//如果是降序 只需要將此處的 > 改成 < 即可
//交換
int temp = p[i];
p[i] = p[i+1];
p[i+1] = temp;
}
}
}
}
print.c文件：
#include "bubbling.h"
void print(int *p,int len){
if(NULL==p){
printf("傳參錯誤！\n");
}
for(int i=0;i<len;i++){
printf("%4d",*(p+i));
}
puts("");
}
4 goto的使用場合
常用于出錯處理
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main(int argc, const char *argv[])
{
/*your code*/
// 1. 定義3個指針類型的變量，最終都指向一個堆區(qū)的空間
int *i_p = NULL;
short *s_p = NULL;
char *c_p = NULL;
i_p = (int *)malloc(sizeof(int));
if ( i_p == NULL)
{
printf("i_p malloc memory failed!\n");
// 如果失敗直接退出，沒有問題
goto ERR1;
}
s_p = (short *)malloc(sizeof(short));
if ( s_p == NULL)
{
printf("s_p malloc memory failed!\n");
// 如果失敗需要先將i_p指向的堆區(qū)空間釋放
goto ERR2;
}
c_p = (char *)malloc(sizeof(char));
if ( c_p == NULL)
{
printf("c_p malloc memory failed!\n");
// 如果失敗需要先將i_p和s_p指向的堆區(qū)空間釋放
goto ERR3;
}
// 如果都分配成功，不使用時手動釋放，
// 如果不手動釋放，當(dāng)進行結(jié)束之后，系統(tǒng)也會進行回收。
free(c_p);
free(s_p);
free(i_p);
return 0;
ERR3:
free(s_p);
ERR2:
free(i_p);
ERR1:
return -1;
}宏定義函數(shù)版：
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#define NODE(T) T *T##_p = NULL;
#define MALLOC(T) T##_p=(T *)malloc(sizeof(T));
int main(int argc, const char *argv[])
{
/*your code*/
// 1. 定義3個指針類型的變量，最終都指向一個堆區(qū)的空間
// int *int_p = NULL;
NODE(int)
// short *s_p = NULL;
NODE(short)
// char *c_p = NULL;
NODE(char)
// i_p = (int *)malloc(sizeof(int));
MALLOC(int)
if ( int_p == NULL)
{
printf("i_p malloc memory failed!\n");
// 如果失敗直接退出，沒有問題
goto ERR1;
}
// short_p = (short *)malloc(sizeof(short));
MALLOC(short)
if ( short_p == NULL)
{
printf("s_p malloc memory failed!\n");
// 如果失敗需要先將i_p指向的堆區(qū)空間釋放
goto ERR2;
}
// char_p = (char *)malloc(sizeof(char));
MALLOC(char)
if ( char_p == NULL)
{
printf("c_p malloc memory failed!\n");
// 如果失敗需要先將i_p和s_p指向的堆區(qū)空間釋放
goto ERR3;
}
// 如果都分配成功，不使用時手動釋放，
// 如果不手動釋放，當(dāng)進行結(jié)束之后，系統(tǒng)也會進行回收。
free(char_p);
free(short_p);
free(int_p);
return 0;
ERR3:
free(short_p);
ERR2:
free(int_p);
ERR1:
return -1;
}5 memset()
#include <string.h> void *memset(void *s, int c, size_t n);
功能：將s的內(nèi)存區(qū)域的前n個字節(jié)以參數(shù)c填入
參數(shù)：
? s：需要操作內(nèi)存s的首地址
? c：填充的字符，c雖然參數(shù)為int，但必須是unsigned char , 范圍為0~255
? n：指定需要設(shè)置的大小
返回值：s的首地址
6 memcpy()
#include <string.h> void *memcpy(void *dest, const void *src, size_t n);
功能：拷貝src所指的內(nèi)存內(nèi)容的前n個字節(jié)到dest所值的內(nèi)存地址上。
參數(shù)：
? dest：目的內(nèi)存首地址
? src：源內(nèi)存首地址，注意：dest和src所指的內(nèi)存空間不可重疊，可能會導(dǎo)致程序報錯
? n：需要拷貝的字節(jié)數(shù)
返回值：dest的首地址
7 memcmp()
#include <string.h> int memcmp(const void *s1, const void *s2, size_t n);
功能：比較s1和s2所指向內(nèi)存區(qū)域的前n個字節(jié)
參數(shù)：
? s1：內(nèi)存首地址1
? s2：內(nèi)存首地址2
? n：需比較的前n個字節(jié)
返回值：
? 相等：=0
? 大于：>0
? 小于：<0
到此這篇關(guān)于C語言動態(tài)內(nèi)存分配和內(nèi)存操作函數(shù)使用詳解的文章就介紹到這了,更多相關(guān)C語言動態(tài)內(nèi)存分配內(nèi)容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！
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