动态内存分配与静态内存分配

Posted 2021-06-11 两片空白

文章目录

• 一.静态内存管理
• 二.动态内存管理
• • 1.为什么存在动态内存管理
  • 2.动态内存函数的介绍
  • • 1）.malloc
    • 2.calloc
    • 3.realloc
    • 4.free
    • 5.动态开辟空间代码的标准写法

一.静态内存管理

静态内存是指程序开始运行时，由编译器自动分配和释放空间。程序中的各种变量，在程序编译时都需要分配空间，当函数调用完，空间自动释放。此时**用户不需要关心空间的申请与释放问题。**通常都储存在栈中。
例如：

int i=20；//在栈上开辟4字节的空间
char a[10]={0};//在栈上开辟10字节的空间

二.动态内存管理

1.为什么存在动态内存管理

静态内存管理由两个特点：

1.空间开辟的大小时固定的
2.数组在声明的时候，必须指定数组的长度，它所需要的内存在编译时分配。

而动态内存分配，可以很好的解决上面的问题，当需要开辟的空间不确定时，静态内存管理就不好定义变量的大小，这是使用动态内存，可以得到一个变常数组，大小可以由自己开辟。并且动态内存可以提供大块的内存。
注意：动态内存是在堆上开辟的，必须由程序员申请释放

2.动态内存函数的介绍

1）.malloc

• 表现形式
  
  参数为需要开辟空间的大小，返回值为开辟空间的起始地址。
• 特点
  1.如果开辟成功，则返回一个指向开辟好的空间的首地址。
  2.如果开辟不成功，则返回一个空指针(NULL)，因此malloc的返回值一定要做判断是否为空。
  3.返回值为void*类型，所以具体使用时类型要有使用者决定，意思就是要强转类型。
  4.如果参数size为0，malloc的行为是标准还是未定义的，取决于编译器。
  注意：后面需要手动释放空间
• 使用

	int a = 0;
	scanf("%d", &a);
	char *p = (char *)malloc(sizeof(char)*a);//在堆上开辟a字节的空间，
	//用指针p指向在堆上开辟空间的首地址。p在栈上开辟空间

2.calloc

• 表现形式
  
  返回值为void* 开辟空间的首地址，参数为num 个空间，size为空间的大小。
• 作用
  作用与malloc作用相同，区别在于开辟num个大小为size的空间，并将空间的每一个字节初始化为0。
  注意使用后判定指针是否为空。并且后面需要手动释放空间
• 使用

int *p=(int *)calloc(10,sizeof(int));//在堆上开辟40字节的空间，并且初始化为0。

3.realloc

• 表现形式
  
  返回值为void* 开辟空间的首地址，参数ptr为要调整的动态内存的首地址。size为调整之后的新大小。
• 作用
  有时我们发现之前申请的空间太小了或者太大了，realloc函数可以做到对动态开辟内存大小的调整，其它作用与malloc作用相同。
  注意：使用后判断地址是否为空。并且后面需要手动释放空间
  realloc函数调整地址有三种情况：
  1.开辟空间过大，返回地址与需要调整空间的地址相同，只要将空间缩小。
  
  2.开辟空间过小，原有空间之后有足够大的空间，返回地址与需要调整空间的首地址相同，只要将空间向后扩大。
  
  3.开辟空间过小，原有空间之后没有足够大的空间，需要在另外足够大的空间处重新开辟空间，返回地址与要调整地址不同。
  
• 使用：

int *prt=(int *)malloc(sizeof(int)*10);
int *p=(int *)realloc(prt.100);

注意：

prt=realloc(prt,100);//错误

如果prt空间小了，要调整大一点，如果realloc函数调整后，返回地址与原来不相同，prt指向新地址，但是prt原来的小地址空间还在，如果prt指向新地址，原来开辟的小的地址空间就找不到了。造成内存泄露。

4.free

• 表现形式
  
  不需要返回值，参数为动态申请空间的首地址。
• 作用：
  用来释放动态开辟的内存
  1.如果prt指针指向的空间不是动态开辟的，那么free行为是未定义的。
  2.如果参数prt是NULL指针，则free函数什么都不做。

5.动态开辟空间代码的标准写法

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
int main()
{
	int a = 0;
	scanf("%d", &a);
	int *p = (int *)malloc(sizeof(int)*a);
	if (p == NULL){//判断空间是否开辟成功
		printf("malloc error\\n");
		return 1;
	}
	for (int i = 0; i < a; i++){
		*(p + i) = 0;
	}
	free(p);//是否开辟空间
	p = NULL;//防止成为野指针
	return 0;
}

注意点：
1. 动态开辟的空间必须free释放，不然会导致内存泄露
2.free函数只是切断了指针与堆（开辟的内存）之间的联系，指针里存的内容没变，只是不能指向堆了。为了防止指针变成野指针，最后要让指针指向NULL。
3.删除数据不是将数据全部清空，只是设成了无效。