弄懂动态内存管理
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篇首语:本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理,主要介绍了弄懂动态内存管理相关的知识,希望对你有一定的参考价值。
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为什么要存在内存管理?
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我们通常使用,局部变量数组来开辟内存如
int val=20;
int arr[10]=0;
但是上面内存开辟空间存在两个特点
- 内存的空间开辟是固定的
- 数组在申明时,必须要指定数组的长度,程序在编译是分配内存
但是对于空间的需求并不是固定的,有时候我们在程序运行时才能知道需要多少内存,这时候我们就需要动态管理内存了
动态函数的介绍
C语言有这样一个函数
void *malloc(size_t size);
函数向内存申请一块连续的空间,并返回指向这块空间的指针。
- 如果开辟成功就返回一个指向开辟好空间的指针。
- 如果开辟失败就返回一个空指针,使用在使用返回值的时候一定要做检查
- 返回值是void*,所以根据不同情况要做强制类型转换
- 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。
另一个函数free
void free(void *ptr);
它用来释放动态开辟的内存
- 参数ptr一定是指向一块动态内存开辟的空间,否则free函数的行为是未定义的。
- free(NULL)可以存在,但是函数什么事情也不做。
malloc和free都是在stdlib.h头文件中的下面是一个简单的应用
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include<stdlib.h>
#include<stdio.h>
int main()
int n;
scanf("%d", &n);
int* ptr = NULL;
ptr = (int*)malloc(sizeof(int) * n);
for (int i = 0; i < n; i++)
*(ptr + i) = i;
free(ptr);
ptr = NULL;
calloc
calloc也用来实现动态内存分配
void *calloc(size_t num,size_t size)
函数的作用是将num个大小为size个的元素开辟一块空间,并将每个字节初始化为0。
与malloc函数的区别就是它在返回地址之前把空间的每一个字节都初始化为0举个例子
realloc
- realloc函数可以让动态内存管理更加灵活。
- realloc函数可以对于内存进行调整函数原型如下
void *realloc(void* ptr,size_t size);
- ptr是要调整的内存地址
- size是调整后的新大小
- 返回值是内存调整后的起始位置
- 这个函数会将原来的数据移动到新的空间
- realloc调整内存空间有两种情况
1.原有空间有足够大的空间
2.没有足够大的空间
- 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
使用realloc函数的使用就要注意一些
#include <stdio.h>
int main()
int *ptr = malloc(100);
if(ptr != NULL)
//业务处理
else
exit(EXIT_FAILURE);
//扩展容量
//代码1
ptr = realloc(ptr, 1000);//这样可以吗?(如果申请失败会如何?)
//代码2
int*p = NULL;
p = realloc(ptr, 1000);
if(p != NULL)
ptr = p;
//业务处理
free(ptr);
return 0;
*如果ptr申请失败那么原来的申请的100个字节将无法释放,会导致内存泄漏
正确的写法是使用新的变量来进行realloc申请成功再将新的变量赋给ptr *
常见的动态内存错误
- 对NULL指针的解引用操作
void test()
int *p = (int *)malloc(INT_MAX/4);
*p = 20;//如果p的值是NULL,就会有问题
free(p);
- 对动态空间的越界访问
void test()
int i = 0;
int *p = (int *)malloc(10*sizeof(int));
if(NULL == p)
exit(EXIT_FAILURE);
for(i=0; i<=10; i++)
*(p+i) = i;//当i是10的时候越界访问
free(p);
- free函数的错误使用
void test()
int a=10;
int *p=&a;
free(p);
//只有动态开辟的内存才能使用free
- free函数释放一块动态开辟内存的一部分
void test()
int *p=(int*)malloc(100);
p++;
free(p);//p不在指向初始地址,动态内存的起始位置
- 同一块内存的多次释放
void test()
int *p=(int*)malloc(100);
free(p);
free(p);//重复释放
- 内存泄漏
void test()
int *p = (int *)malloc(100);
if(NULL != p)
*p = 20;
切记:动态开辟的内存一定要释放,并且正确释放。
常考的几个笔试题
void GetMemory(char *p)
p = (char *)malloc(100);
void Test(void)
char *str = NULL;
GetMemory(str);
strcpy(str, "hello world");
printf(str);
问运行test函数会发生上面
答:程序崩溃
因为GetMemory 并不能传递动态内存,Test 函数中的 str 一直都是 NULL。
执行完函数之后p获得的新的地址但是str仍然是空,另外没有对内存进行释放导致了内存泄漏
正确的改进方式
void GetMemory(char **p)
p = (char *)malloc(100);
void Test(void)
char *str = NULL;
GetMemory(&str);
strcpy(str, "hello world");
printf(str);
传入str变量的地址,因为str为char*类型,所以应该形式参数为二重指针
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下一题
void GetMemory(char **p, int num)
*p = (char *)malloc(num);
void Test(void)
char *str = NULL;
GetMemory(&str, 100);
strcpy(str, “hello”);
printf(str);
请问运行Test 函数会有什么样的结果?
会打印hello但是会发生内存泄漏,GetMemory()函数中未检查分配失败的情况;
if(*p==NULL) 没有对分配的内存进行回收
free();
下一题
题目:void Test(void)
char *str = (char *) malloc(100);
strcpy(str, “hello”);
free(str);
if(str != NULL)
strcpy(str, “world”);
printf(str);
请问运行Test 函数会有什么样的结果?
分析:
篡改动态内存区的内容,后果难以预料,非常危险。
因为free(str);之后,str 成为野指针,if(str != NULL)语句不起作用。
应在free(str)之后将str赋值为空 str=NULL;
以上是动态内存管理的介绍,十分全面。
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