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C語言動態(tài)內存分配圖文講解

 更新時間:2023年01月17日 11:12:00   作者:戊子仲秋  
給數(shù)組分配多大的空間?你是否和初學C時的我一樣,有過這樣的疑問。這一期就來聊一聊動態(tài)內存的分配,讀完這篇文章,你可能對內存的分配有一個更好的理解

思維導圖

1.為什么存在動態(tài)內存分配

我們現(xiàn)在學習了一些內存開辟的方式:

int main()
{
	int i;//在內存棧區(qū)開辟4個字節(jié)空間
	char arr[5];//在??臻g上開辟5個字節(jié)的連續(xù)空間
	return 0;
}

但是,這樣開辟的內存是靜態(tài)的,固定的:

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。

如果想要在編譯過程中開辟空間,就需要用到動態(tài)內存。

2.動態(tài)內存函數(shù)的介紹

2.1 malloc

void* malloc (size_t size)

2.2 free

void free (void* ptr)

例:

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main()
{
	//申請40給字節(jié),用來存放10個整形
	int* p = (int*)malloc(40);//malloc申請的空間不會初始化
	if (p == NULL)            //直接返回起始地址
	{
		perror("malloc");//如果空間開辟失敗要報錯并返回
		return 1;
	}
	//使用空間
	int i = 0;
	for (i = 0; i < 10; i++)
	{
		printf("%d\n", *(p + i));
	}
	//釋放申請的內存
	free(p);
	p = NULL;
	return 0;
}

輸出:

輸出:
-842150451
-842150451
-842150451
-842150451
-842150451
-842150451
-842150451
-842150451
-842150451
-842150451

malloc不會自己初始化,所以打印隨機值。

例:

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main()
{
	//申請40給字節(jié),用來存放10個整形
	int* p = (int*)malloc(40);//malloc申請的空間沒有初始化
	if (p == NULL)            //直接返回起始地址
	{
		perror("malloc");//如果空間開辟失敗要報錯并返回
		return 1;
	}
	//使用空間
	int i = 0;
	for (i = 0; i < 10; i++)
	{
		*(p + i) = i + 1;//初始化賦值
		printf("%d ", *(p + i));
	}
	//釋放申請的內存
	free(p);
	p = NULL;
	return 0;
}

輸出:

輸出:1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

2.3 calloc

void* calloc (size_t num, size_t size)

例:

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main()
{
	int* p = (int*)calloc(10, sizeof(int));//10是要初始化的個數(shù),sizeof(int)是每個的大小
	if (NULL == p)
	{
		perror("calloc");//判斷內存是否申請成功
		return 1;
	}
	//使用
	int i = 0;
	for (i = 0; i < 10; i++)
	{
		printf("%d ", *(p + i));//calloc申請空間后,會把空間初始化成0
	}                                              //再返回起始地址
	//釋放
	free(p);
	p = NULL;
}

輸出:

輸出:0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

2.4 realloc

void* realloc (void* ptr, size_t size)

realloc函數(shù)可以追加更多動態(tài)內存。

例:

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main()
{
	int* p = (int*)malloc(5 * sizeof(int));//開辟一段動態(tài)內存20個字節(jié)
	if (NULL == p)
	{
		perror("malloc");//檢查是否創(chuàng)建成功
		return 1;
	}
	//使用
	int i = 0;
	for (i = 0; i < 5; i++)
	{
		*(p + i) = i + 1;
	}
	//不夠用,增加5個整形的空間
	int* ptr = (int*)realloc(p, 10 * sizeof(int));//這里是開辟到40個字節(jié)
	//realloc函數(shù)開辟內存空間有兩種情況:
	//1.原內存塊后面空間足夠,在原內存塊后面追加內存
	//2.原內存塊后面空間不夠,另外找一片區(qū)域開辟內存,將原內存塊釋放
	if (ptr != NULL)
	{
		p = ptr;//為什么不直接用p接收?
		//如果內存追加失敗,直接用p接收的話,原本已經(jīng)開辟的動態(tài)內存空間就會被覆蓋
	}
	for (i = 0; i < 10; i++)
	{
		printf("%d ", *(p + i));
	}
	//釋放
	free(p);
	p = NULL;
	return 0;
}

輸出:

輸出:1 2 3 4 5 -842150451 -842150451 -842150451 -842150451 -842150451

3.常見的動態(tài)內存錯誤

例1:

開辟動態(tài)內存記得要判斷,最后釋放內存。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main()
{
	int* p = (int*)malloc(100);
	//內存開辟后沒有判斷是否開辟成功
	int i = 0;
	for (i = 0; i < 10; i++)
	{
		*(p + i) = 0;//危險代碼,我們無法知道是否存在非法訪問
	}
	//并且最后也沒有將開辟的內存還給操作系統(tǒng)
	return 0;
}

例2:

動態(tài)內存開辟了多少就用多少,小心越界訪問。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main()
{
	int* p = (int*)malloc(100);//開辟了100字節(jié)空間
	//判斷
	if (p == NULL)
	{
		perror("malloc");
		return 1;
	}
	int i = 0;
	for (i = 0; i < 100; i++)//造成越界訪問
	{
		*(p + i) = 0;//一個整形4個字節(jié)
	}
	//釋放
	free(p);
	p = NULL;
	return 0;
}

例3:

不要亂釋放其他內存空間。

int main()
{
	int a = 10;
	int* p = &a;
	//你沒有權限亂釋放其他的內存空間
	free(p);//不能對棧區(qū)的內存釋放
	return 0;
}

例4:

不要多次釋放內存空間。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main()
{
	//開辟空間
	int* p = (int*)malloc(100);
	//判斷
	if (p == NULL)
	{
		perror("malloc");
		return 1;
	}
	//使用
	int i = 0;
	for (i = 0; i < 25; i++)
	{
		*p = i;
		p++;//p指針不斷往后移動
	}
	//釋放的時候指針應該指向起始地址,否則程序又會出錯
	free(p);
	p = NULL;
	return 0;
}

例5:

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main()
{
	//創(chuàng)建
	int* p = (int*)malloc(100);
	//判斷
	if (p == NULL)
	{
		return 1;
	}
	//釋放
	free(p);
	free(p);//已經(jīng)釋放了,重復釋放會導致程序出錯
	return 0;
}

這就要說到最后置為空指針的好處了:

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main()
{
	//創(chuàng)建
	int* p = (int*)malloc(100);
	//判斷
	if (p == NULL)
	{
		return 1;
	}
	//釋放
	free(p);
	p = NULL;//置為空指針后程序就不會崩潰了
	free(p);//p為空指針時,程序不會報錯
	return 0;
}

例5:

在實現(xiàn)函數(shù)時開辟了動態(tài)內存要記得及時釋放或者返回地址,

不然就再也找不到那段內存空間了,最后導致內存泄漏。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
void test()
{
	int* p = (int*)malloc(100);
	//忘記釋放
}//出了函數(shù)就找不到了,因為變量p被銷毀了
//造成內存泄漏
int main()
{
	test();
	return 0;
}
 

例6:

這道題也是類似的:

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
void test()
{
	int* p = (int*)malloc(100);
	if (p == NULL)
	{
		return;
	}
	//使用
	if (1)
		return;//出問題//內存泄漏
	//釋放
	free(p);
	p = NULL;
}
int main()
{
	test();
	return 0;
}

要小心出現(xiàn)內存泄漏,記得釋放空間。

到此這篇關于C語言動態(tài)內存分配圖文講解的文章就介紹到這了,更多相關C語言動態(tài)內存分配內容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關文章希望大家以后多多支持腳本之家!

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