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C語(yǔ)言動(dòng)態(tài)內(nèi)存函數(shù)(malloc、calloc、realloc、free)詳解

 更新時(shí)間:2023年08月16日 09:31:52   作者:一個(gè)小腦袋  
在C語(yǔ)言中,動(dòng)態(tài)內(nèi)存函數(shù)是塊重要的知識(shí)點(diǎn),以往,我們開(kāi)辟空間都是固定得,數(shù)組編譯結(jié)束后就不能繼續(xù)給它開(kāi)辟空間了,開(kāi)辟的空間滿了,就不能在開(kāi)辟空間了,學(xué)習(xí)本文章,我們就可以解決這個(gè)問(wèn)題,向內(nèi)存申請(qǐng)空間,感興趣的小伙伴跟著小編一起來(lái)看看吧

一、malloc函數(shù)

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malloc函數(shù)(動(dòng)態(tài)內(nèi)存開(kāi)辟的函數(shù)):

void* malloc(size_t size);

功能:

  • 這個(gè)函數(shù)向內(nèi)存申請(qǐng)一個(gè)連續(xù)可用的空間,并返回指向這塊空間的指針。
  • 如果開(kāi)辟成功,則返回一個(gè)指向開(kāi)辟好空間的指針。
  • 如果開(kāi)辟失敗,則返回一個(gè)NULL指針,因此malloc的返回值一定要做檢查。
  • 返回值的類(lèi)型是void* ,所以malloc函數(shù)并不知道開(kāi)辟空間的類(lèi)型,具體在使用的時(shí)候由使用者自己決定。
  • 如果size為0,malloc的行為是標(biāo)準(zhǔn)還是未定義的,由編譯器決定。
  • malloc申請(qǐng)的空間,當(dāng)程序退出時(shí),要還給操作系統(tǒng),當(dāng)程序不退出,動(dòng)態(tài)申請(qǐng)的內(nèi)存,不會(huì)主動(dòng)釋放,需要用free函數(shù)來(lái)釋放。
    malloc申請(qǐng)的內(nèi)存空間:
    malloc申請(qǐng)到空間后,直接返回這個(gè)空間的首地址,不會(huì)初始化空間的內(nèi)容。
    舉個(gè)例子:
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main()
{
//變長(zhǎng)數(shù)組的知識(shí)點(diǎn)(vs不能用,gcc可以用)
    //int num = 0;
    //scanf("%d", &num);
    //int arr[num] = { 0 };
    int* ptr = NULL;
    ptr = (int*)malloc(40);
    if (ptr == NULL)//判斷ptr指針是否為空
    {
        perror("malloc");
        exit; 
    }
    else
    {
        int i = 0;
        for (i = 0; i < 10; i++)//給開(kāi)辟的空間賦值
            ptr[i] = i + 1;
    }
    free(ptr);//釋放ptr指向的空間
    ptr = NULL;//讓ptr指向空
    return 0;
}

二、calloc函數(shù)

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calloc函數(shù)(動(dòng)態(tài)內(nèi)存分配函數(shù)):

void* calloc(size_t num, size_t size);

功能:

  • 函數(shù)的功能是,為num個(gè)大小為size元素開(kāi)辟一塊空間,并且把空間的每一個(gè)字節(jié)初始化為0.
  • 與malloc函數(shù)的區(qū)別,只在于calloc函數(shù)會(huì)在返回地址之前把申請(qǐng)空間的每一個(gè)字節(jié)初始化為0.

舉個(gè)例子:

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main()
{
    int* p = (int*)calloc( 10,sizeof(int));
    if (p == NULL)//成立,開(kāi)辟失敗
    {
        perror("calloc");
        exit;
    }
    free(p);
    p = NULL;
    return 0;
}

p指向的地址:

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三、realloc函數(shù)

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realloc函數(shù)(動(dòng)態(tài)內(nèi)存管理更加靈活):

有時(shí)候我們發(fā)現(xiàn)過(guò)去申請(qǐng)的空間小了,有時(shí)候我們會(huì)覺(jué)得過(guò)去申請(qǐng)的空間過(guò)大,為了合理使用內(nèi)存,我們一定要對(duì)內(nèi)存的大小做靈活的調(diào)整。realloc函數(shù)可以做到對(duì)動(dòng)態(tài)開(kāi)辟內(nèi)存大小進(jìn)行調(diào)整。

void* realloc(void* ptr, size_t size);

功能:

  • ptr是要調(diào)整的內(nèi)存地址。
  • size是調(diào)整后的新大小。
  • 返回值為調(diào)整之后的內(nèi)存起始位置。
  • 這個(gè)函數(shù)在調(diào)整原空間大小的基礎(chǔ)上,還會(huì)將原來(lái)的數(shù)據(jù)移到新的空間。

注意:

realloc調(diào)整內(nèi)存空間有兩種情況。

  • 情況1:原有空間之后有足夠大的空間(原地?cái)U(kuò)容)。當(dāng)是情況1的時(shí)候,要擴(kuò)展內(nèi)存就直接在原有內(nèi)存之后直接追加空間,原來(lái)空間的數(shù)據(jù)不發(fā)生改變。

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  • 情況2:原有空間后面沒(méi)有足夠大的空間(異地?cái)U(kuò)容)。當(dāng)是情況2的時(shí)候,原有空間后面沒(méi)有足夠多的空間時(shí),擴(kuò)展的方法是:在堆空間上另外找一個(gè)合適大小的連續(xù)空間來(lái)使用。這樣函數(shù)返回的是一個(gè)新的內(nèi)存地址。

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所以我們?cè)谑褂胷ealloc函數(shù)的時(shí)候一定要注意:

1、開(kāi)辟新的空間。

2、 會(huì)將舊的空間數(shù)據(jù)拷貝到新的空間。

3、釋放舊的空間。

4、返回新空間的起始地址。

舉個(gè)例子:

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main()
{
    int* ptr =(int*) malloc( 100 );
    if (ptr != NULL)
    {
//可以使用這個(gè)空間
    }
    else
    {
        perror("malloc");
        exit;
    }
    //擴(kuò)展空間
    int* p = (int*)realloc(ptr, 1000);//可能增容失敗
    if (p != NULL)
    {
        //增容成功
        ptr = p;//p指向的空間交給ptr去維護(hù)
    }
    free(ptr);//把開(kāi)辟早堆上的空間釋放掉
    ptr = NULL;
    return 0;
}

四、free函數(shù)

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free函數(shù)(釋放動(dòng)態(tài)開(kāi)辟的內(nèi)存):

void* free(void* ptr);

功能:

  • 如果參數(shù)ptr指向的那個(gè)空間不是動(dòng)態(tài)開(kāi)辟的,那free函數(shù)的行為是未定義的。
  • 如果參數(shù)ptr是NULL指針,則函數(shù)什么事都不做。

到此這篇關(guān)于C語(yǔ)言動(dòng)態(tài)內(nèi)存函數(shù)(malloc、calloc、realloc、free)詳解的文章就介紹到這了,更多相關(guān)C語(yǔ)言動(dòng)態(tài)內(nèi)存函數(shù)內(nèi)容請(qǐng)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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