iOSDay08之C语言内存管理
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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iOSDay08之C语言内存管理相关的知识,希望对你有一定的参考价值。
本次主要学习和理解C语言中的内存管理
1、存储区划分
按照地址从高到低的顺序:栈区,堆区,静态区,常量区,代码区
1> 栈区:局部变量的存储区域
局部变量基本都在函数、循环、分支中定义
栈区的内存空间由系统自动分配和回收
栈顶,栈底:先定义的局部变量存储区域从栈底开始分配,后定义的局部变量向栈顶分配
特点:先进后出,后进先出
当函数、循环、分支结束后,局部变量的生命周期结束,不能被使用,由系统自动回收内存空间
1 void test1() { 2 int a = 100; 3 } 4 5 void test2() { 6 int a; // 栈区不会将数据清空,故输出为上个变量的值 7 printf("a = %d\n", a); 8 } 9 int main(int argc, const char * argv[]) { 10 test1(); 11 test2(); 12 }
运行结果
运行的结果a = 100是函数test1()中的值,只是当函数test1()运行结束后,栈区内存被自动回收,但是栈区不会将数据清空,当函数test2()再定义一个变量且不进行初始化时,输出就是上个变量的值。
栈区的内存安全问题:在函数中返回栈区的地址是不安全的!
2> 静态区:静态变量和全局变量的存储区域
静态区的内存空间由系统自动分配和回收
生命周期和整个程序一样长
1 int test3(int num) { 2 static int s = 5; 3 s++; 4 return num += s; 5 } 6 int main(int argc, const char * argv[]) { 7 printf("%d\n", test3(5)); 8 printf("%d\n", test3(5)); 9 }
运行结果
为什么第二次的运行结果是12呢?
因为用static修饰的变量称为静态变量,它只能初始化一次,第二次函数调用时,static int s = 5; 并没有执行,故 s 的值为6,最后的结果是12
3> 常量区:常量的存储区域
常量区的内存空间由系统自动分配和回收
常量区的内容只能读取不能修改
4> 代码区:所有的语句编译成二进制指令存放在代码区
代码区的内存空间由系统自动分配和回收
代码区的内容只能读取不能修改
程序结束后,代码区的内存空间由系统回收
5> 堆区:由编程人员手动管理的区域(手动申请,手动释放)
2、内存分配函数
1> void *malloc(size)
void * 为任意类型的指针
函数的作用:在堆区申请size个字节的存储空间,然后把存储空间的首地址返回
在堆区申请一块内存空间存放字符串
1 char str[] = "zifuchuan"; 2 char *p = malloc(strlen(str) + 1); 3 4 strcpy(p, str); 5 printf("%s\n", str);
在堆区申请一块内存空间存放结构体变量
1 Student stu = {"xiaoming", 16, ‘m‘}; 2 3 Student *p = malloc(sizeof(Student)); 4 5 *p = stu;
*p是结构体指针,结构体指针访问结构体成员变量的两种方法如下:
第一种:(*p).成员变量名
1 printf("第一种:(*p).成员变量名:name = %s, age = %d, gender = %c\n", (*p).name, (*p).age, (*p).gender);
第二种:使用指向运算符:-> ,格式:结构体指针变量(p) -> 成员变量
1 printf("第二种:使用指向运算符:->:name = %s, age = %d, gender = %c\n", p->name, p->age, p->gender);
2> void free(void *)
释放开辟的存储空间
完整的管理堆区内存代码
1 int *p = malloc(sizeof(int)); 2 *p = 10; 3 printf("%d\n", *p); 4 free(p); 5 p = NULL;
在C语言中访问空地址的存储空间会发生崩溃
1 int *p = malloc(sizeof(int)); 2 *p = 10; 3 printf("%d\n", *p); 4 free(p); 5 p = NULL; 6 7 printf("%d\n", *p);//访问空地址
运行结果
野指针异常
野指针:指针指向了不属于自己管理的存储区域
1 int *p = malloc(sizeof(int)); 2 *p = 10; 3 printf("%d\n", *p); 4 free(p); 5 printf("%d\n", *p); // 野指针异常
练习:输入3个单词,动态分配内存保存单词,并在最后输出。
提示:定义一个指针数组 char * words[3] = {0}; 保存堆区空间的地址,堆区空间存储数据。
1 char *words[3] = {0}; 2 char string[30] = {0}; 3 for (int i = 0; i < 3; i++) { 4 printf("请输入一个单词:\n"); 5 scanf("%s", string); 6 getchar(); 7 8 // 根据单词的长度,在堆区开辟存储空间 9 words[i] = malloc(strlen(string) + 1); 10 // 把输入的字符串拷贝到堆区内存中 11 strcpy(words[i], string); 12 } 13 printf("输出:\n"); 14 for (int i = 0; i < 3; i++) { 15 printf("%s\n", words[i]); 16 free(words[i]); 17 }
3、其他的内存操作函数
1> void *calloc(int n, unsigned size)
在堆区申请n * size 个字节的存储空间,并把存储空间的首地址返回
会将存储空间做清0操作,效率比malloc低
1 int *p = malloc(sizeof(int) * 4); 2 printf("%d %d %d %d\n", *p, *(p + 1), *(p + 2), *(p + 3)); 3 int *q = calloc(4, sizeof(int)); 4 printf("%d %d %d %d\n", *q, *(q + 1), *(q + 2), *(q + 3));
运行结果
2> void *realloc(void *, size)
在给定的地址空间的基础上,如果当前指针的地址足够大,那么将地址扩大,如果空间不足,那么重新找一块新的存储空间,然后释放原来指针指向的存储空间,把新的地址返回
1 int *p_old = malloc(sizeof(int)); 2 printf("%p\n", p_old); 3 4 int *p_new = realloc(p_old, 12); 5 printf("%p\n", p_new);
3> void *memset(void *, int, size)
在给定的地址空间开始,将 int 型的数值拷贝 size 次
1 int *p = malloc(sizeof(int)); 2 memset(p, 0, 4); // 将p指向的存储空间的数据置为0
4> void *memcpy(void *p, const void *q, unsigned long size)
从q指向的存储空间开始拷贝size个字节的数据到p指向的存储空间
1 char name[] = "hello"; 2 memcpy(name, "hi", 2); 3 printf("%s\n", name);
5>int memcmp(const void *p, const void *q, size)
从p,q指向的地址开始比较size个字节的数据,相等为0,不等为-1
1 int num1[] = {1, 2, 3}; 2 int num2[] = {1, 3, 3}; 3 4 int result = memcmp(num1, num2, sizeof(num1));// 相等为0,不等为-1 5 printf("result = %d\n", result);
以上是关于iOSDay08之C语言内存管理的主要内容,如果未能解决你的问题,请参考以下文章