Bootstrap

动态内存管理

1. 为什么要有动态内存分配

int val = 20;//在栈空间上开辟四个字节
char arr[10] = {0};//在栈空间上开辟10个字节的连续空间

但是上述的开辟空间的⽅式有两个特点:
• 空间开辟⼤⼩是固定的。
• 数组在申明的时候,必须指定数组的⻓度,数组空间⼀旦确定了⼤⼩不能调整但是对于空间的需求,不仅仅是上述的情况。有时候我们需要的空间⼤⼩在程序运⾏的时候才能知
道,那数组的编译时开辟空间的⽅式就不能满⾜了。
C语⾔引⼊了动态内存开辟,让程序员⾃⼰可以申请和释放空间,就⽐较灵活了。

2.malloc

C语⾔提供了⼀个动态内存开辟的函数:
void* malloc (size_t size);
这个函数向内存申请⼀块连续可⽤的空间,并返回指向这块空间的指针。• 如果开辟成功,则返回⼀个指向开辟好空间的指针。
• 如果开辟失败,则返回⼀个 NULL 指针,因此malloc的返回值⼀定要做检查。
• 返回值的类型是 void* ,所以malloc函数并不知道开辟空间的类型,具体在使⽤的时候使⽤者⾃
⼰来决定。
• 如果参数 size 为0,malloc的⾏为是标准是未定义的,取决于编译器。

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include<stdlib.h>
#include<stdio.h>
int main()
{
	int *p=(int*)malloc(20);//4*sizeof(int)
	if (p == NULL)
	{
		perror("malloc");
		return 1;//异常就停止
	}
	int i=0;
	for ( i = 0; i < 5; i++)
	{
		*(p+i) = i;
		printf("%d", *(p+i));
	}
	return 0;
}

在这里插入图片描述

3.free

malloc和free都声明在 stdlib.h 头⽂件中。

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

4.calloc

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include<stdlib.h>
#include<stdio.h>
int main()
{
	int *p=(int*)calloc(4,5);//4*sizeof(int)
	if (p == NULL)
	{
		perror("malloc");
		return 1;//异常就停止
	}
	int i=0;
	for ( i = 0; i < 5; i++)
	{
		
		printf("%d", *(p+i));
	}
	free(p);//释放空间
	p = NULL;
	return 0;
}

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
与函数 malloc 的区别只在于 calloc 会在返回地址之前把申请的空间的每个字节初始化为0。

5.realloc

realloc 函数就可以做到对动态开辟内存⼤⼩的调整。
函数原型如下:
void* realloc (void* ptr, size_t size);
• ptr 是要调整的内存地址
• size 调整之后新⼤⼩
• 返回值为调整之后的内存起始位置。
• 这个函数调整原内存空间⼤⼩的基础上,还会将原来内存中的数据移动到 新 的空间。• realloc在调整内存空间的是存在两种情况:
◦ 情况1:原有空间之后有⾜够⼤的空间
◦ 情况2:原有空间之后没有⾜够⼤的空间
在这里插入图片描述
情况1
当是情况1的时候,要扩展内存就直接原有内存之后直接追加空间,原来空间的数据不发⽣变化。情况2
当是情况2的时候,原有空间之后没有⾜够多的空间时,扩展的⽅法是:在堆空间上另找⼀个合适⼤⼩的连续空间来使⽤。这样函数返回的是⼀个新的内存地址。

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include<stdlib.h>
#include<stdio.h>
int main()
{
	int *p=(int*)calloc(4,5);//4*sizeof(int)
	if (p == NULL)
	{
		perror("malloc");
		return 1;//异常就停止
	}
	int i=0;
	for ( i = 0; i < 5; i++)
	{
		*(p + i) = i;
		printf("%d", *(p+i));
	}
	int* ps = (int*)realloc(p, 40);
	if (ps != NULL)
	{
		p = ps;
	}
	for (i = 5; i < 10; i++)
	{
		*(p + i) = i;
		printf("%d", *(p + i));
	}
	free(p);//释放空间
	p = NULL;
	return 0;
}

在这里插入图片描述

6.经典题型

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include<string.h>
#include<stdio.h>
void getMemory(char* p)
{
    p = (char*)malloc(100);
}

void Test(void)
{
    char* str = NULL;
    getMemory(str);
    strcpy(str, "hello world");
    printf(str);
    free(str);
    str = NULL;
}
int main()
{
    Test();
    return 0;
}

在这里插入图片描述

getMemory(char *p)中的函数参数是char *类型的,而传入函数的str的类型也是char *。这就导致了,调用getMemory(str);后,最终str的值还是NULL,在函数内部修改形参并不能真正改变传递进去的实参。
解决方案一:

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include<string.h>
#include<stdlib.h>
#include<stdio.h>
char * getMemory(char*p)
{
   p=(char*)malloc(100);
    return p;
}

void Test(void)
{
    char* str = NULL;
    str= getMemory(str);
    strcpy(str, "hello world");
    printf(str);
    free(str);
    str = NULL;
}
int main()
{
    Test();
    return 0;
}

在这里插入图片描述
解决方案二:

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include<string.h>
#include<stdlib.h>
#include<stdio.h>
char * getMemory(char**p,int num)
{
   *p=(char*)malloc(num);
}

void Test(void)
{
    char* str = NULL;
    getMemory(&str,100);
    strcpy(str, "hello world");
    printf(str);
    free(str);
    str = NULL;
}
int main()
{
    Test();
    return 0;
}
;