C 内存的动态分配怎么用?有啥建议吗？内存分配中栈与堆到底有啥不同啊？

Posted 2022-02-12 我要出家当道士

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一、内存存储区域中堆与栈的区别

二、动态分配函数解析

   1、malloc 

   2、realloc

   3、free

   4、使用建议

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一、内存存储区域中堆与栈的区别

动态分配的是堆里面的内存。相比于栈存放的局部变量有以下几点不同：

1、动态分配中内存的管理需要程序员进行控制，基本流程是先申请，使用完后进行释放；不释放的话会造成内存泄漏。

2、动态分配可申请很大的空间（堆，向高地址扩展，所以空间往很大了想），虽然受制于当前内存使用状况，机器参数等，但相比于栈（栈顶固定，向低地址扩展，所以空间固定，1M~2M）还是要大得多。

3、动态分配的效率较低。申请内存时，会在一个空闲内存链表中寻找满足申请空间大小的内存块，找到之后分割满足用户需求的内存块返回给用户。哈哈，有点类似于你在一个房间里找一块空间放物品，虽然每次很大可能找到差不多的空间使用，但由于你每次堆放的物品大小都不一致，所以不能很好的全局规划，最后造成房间里很乱，很多犄角旮旯的地方，存在很多碎片空间。每次放新的物品都要在房间里转一圈才能找到合适的空间，甚至可能出现失败的情况，因为房间里已经找不到整块的连续的空间供你使用。

二、动态分配函数解析

   1、malloc 

        在堆区分配一块指定大小的内存空间，用来存放数据。这块内存空间在函数执行完成后不会被初始化，它们的值是未知的。

        如果设置的参数为 0，则返回空指针或者一个特殊的指针（会被 free() 忽略）。

void *malloc(int num);

        使用该函数后需要根据具体的接收指针的类型强制转换一下。  并判断是否为空，因为可能出现分配失败的情况。

// 分配一个长度为 10 的数组，一共 40 byte
int *array = (int *)malloc(sizeof(int) * 10);
if (array == NULL)

    printf("malloc failed\\n");
    return -1;

   2、realloc

        若 malloc 分配的内存不够用，可以使用该函数进行扩容。原有的内容不变，新申请的空间未初始化。

        如果 address 是 NULL，则该函数等同于 malloc 函数；

        如果 newsize 为 0，则该函数等同于 free 函数。

void *realloc(void *address, int newsize);

        你可能会问，为啥不用 malloc 重新申请呢？  嘿嘿，malloc 重新分配的话，其空间不会被初始化的，需要你把原来的值先备份，并free掉该空间后，重新赋值到新的变量上，效率很低的。     

 char *strs = (char *)malloc(sizeof(char) * 2);
 // 扩容 1 个
 strs = (char *)realloc(strs, sizeof(char) * 3);

   3、free

        申请的空间需要释放。虽然有时候程序跑完就结束，系统也会自动回收内存，但良好的代码编写习惯还是要养成。同一个动态申请内存的指针只能free一次，否则会报错的呀（free(): double free detected in tcache）。

void free(void *address);

   4、使用建议

（1）为了防止出现野指针，指针必须初始化为 NULL ,使用完后释放资源资源，需重新使其变为 NULL。

（2）指针都应该指向一个合法的内存地址，要注意类似 char *str 等类型的代码，必须分配内存空间后再赋值。

（3）给指针分配内存的时候，一定要充足，防止内存越界。类似于结构体等类型，需要计算其所占内存空间（可查看C结构体的内存对齐知识点）。

（4）指针内存分配结束后，记得初始化，其默认值可能不为0。

（5）使用 malloc 分配内存的时候可能遇到机器内存不足的情况，所以使用前一定要检查 if（NULL ！= p）

（6）参考以下使用顺序

int *p = (int *)malloc(10 * sizeof(int));
if (NULL != p)

    ...

free(p);
p = NULL;

参考：

C 内存管理 | 菜鸟教程 (runoob.com)

C/C++内存管理详解 - 邱明成 - 博客园 (cnblogs.com)

(66 封私信 / 2 条消息) malloc内存未释放问题？ - 知乎 (zhihu.com)

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