动态内存管理详解

Posted 2021-08-07 一朵花花

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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了动态内存管理详解相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

申请内存的方式

最简单的申请内存方式：创建变量

(1)局部变量：出了当前代码块就释放内存
(2)全局变量：程序运行结束就释放内存
(3)静态变量：程序运行结束就释放内存

动态内存管理（即内存的申请和释放）

目的：

程序运行过程中，更灵活的进行内存的申请和释放~
即：随时需要就申请，随时不要就释放

（一般这样理解）
动态往往是和“运行时”相关~
静态往往是和“编译器”相关~

申请 / 释放操作

由C语言提供的几个库函数完成

1.申请内存：malloc函数

函数原型：
void* malloc (size_t size);

malloc注意事项：

size表示申请多少个字节的内存
malloc申请到的是一块连续的内存空间
申请到的内存空间并没有指定类型
返回值为void*类型，只关注内存大小，不关注大小(大小隐含在参数size里)
如果申请成功，则返回申请到内存的起始位置的地址
如果申请失败，就会返回一个NULL，在笔试/面试中使用malloc时一定要检查
malloc申请到的内存，内存会一直存在，直到手动释放(free)或者程序结束为止

代码示例：

int main() {
	//malloc申请到的这块空间，可以当成一个“数组”去使用
	//其用法类似于数组
	int* p = (int*) malloc(4 * sizeof(int));
	for (int i = 0; i < 4; i++) {
		p[i] = i;
	}
	for (int i = 0; i < 4; i++) {
		printf("%d\\n", p[i]);
	}
	system("pause");
	return 0;
}

2.释放内存：free函数

函数原型：
void free (void* ptr);

功能：释放一个通过动态内存方式申请到的内存空间
free注意事项：

若参数 ptr 指向的空间不是动态申请的，会发生未定义行为
参数必须传入malloc等动态申请内存函数返回的地址，返回的是什么，就传入什么
不能重复释放同一块内存空间

错误代码示例

//错误代码1
int num = 10;
free(&num);

//错误代码2
int* p = (int*)malloc(4 * sizeof(int));
free(p + 1);
	
//错误代码3
int* p = (int*)malloc(4 * sizeof(int));
free(p);
free(p);

//错误代码4
int* p = (int*)malloc(4 * sizeof(int));
p = (int*)malloc(4 * sizeof(int));
free(p);

在这里插入图片描述等进程结束来释放内存，大概率会发生内存泄漏(memory leak)

内存泄漏的危害：
如果一直持续不断的申请内存而不主动释放，系统中剩余的内存就会越来越少，最终会导致没有内存可以使用，此时程序也会崩溃，若是服务器程序，会更严重
在C语言中，没有太好的方法避免内存泄漏，最稳妥的方法就是不用malloc
C++中，可以使用智能指针，一定程度可以缓解内存泄漏问题
Java / Python / Go / JS等中，通过垃圾回收机制(GC)，来解决内存泄露问题
垃圾回收机制，相对于智能指针，能够很大程度的解决内存泄漏问题