深度剖析 —— 动态内存管理

系列文章目录深度剖析数据深度剖析递归深度剖析结构体深度剖析动态内存管理深度剖析文件操作深度剖析预处理文章目录系列文章目录前言一、示例问题通讯录的容量1.通讯录的需求二、动态内存函数1. malloc2. calloc3. realloc4. free三、常见的动态内存错误1.对NULL指针的解引用操作2.对动态开辟空间的越界访问3.对非动态开辟内存使用free释放4.使用free释放一块动态开辟内存的一部分5.对同一块动态内存多次释放6.动态开辟内存忘记释放内存泄漏总结前言对于空间的需求有时候我们需要的空间大小在程序运行的时候才能知道那数组的编译时开辟空间的方式就不能满足了。 这时候就需要在程序运行的过程中根据需求在堆区开辟内存。一、示例问题通讯录的容量1.通讯录的需求通讯录就需要一种能根据存储信息的多少开辟相应空间的方式我们通常所用的方式是开辟固定大小的数组这导致通讯录存储时灵活性太差。如果开辟的空间太小则放不下那么多信息。如果开辟很大的空间又存在空间上的浪费。因此我们需要一种可以根据存储需求去变更开辟空间大小的新方式。二、动态内存函数1. mallocvoid*malloc(size_tsize);malloc对任意类型都可以动态内存开辟的函数这个函数向内存申请一块连续可用的空间并返回指向这块空间的指针。如果开辟成功则返回一个指向开辟好空间的指针。如果开辟失败则返回一个NULL指针因此malloc的返回值一定要做检查。返回值的类型是void*所以malloc函数并不知道开辟空间的类型具体在使用的时候使用者自己来决定。如果参数size为0malloc的行为是标准是未定义的取决于编译器。2. callocvoid*calloc(size_tnum,size_tsize);calloc对任意类型都可以动态内存开辟的函数并且把空间的每个字节初始化为0这个函数向内存申请一块连续可用的空间并返回指向这块空间的指针并且把空间的每个字节初始化为0。如果开辟成功则返回一个指向开辟好空间的指针。如果开辟失败则返回一个NULL指针因此malloc的返回值一定要做检查。返回值的类型是void*所以calloc函数并不知道开辟空间的类型具体在使用的时候使用者自己来决定。如果参数size为0calloc的行为是标准是未定义的取决于编译器。函数的功能是为num个大小为size的元素开辟一块空间并且把空间的每个字节初始化为0。与函数malloc的区别只在于calloc会在返回地址之前把申请的空间的每个字节初始化为全0。3. reallocvoid*realloc(void*ptr,size_tsize);realloc函数就可以对动态开辟内存大小的调整realloc函数的出现让动态内存管理更加灵活。有时会我们发现过去申请的空间太小了有时候我们又会觉得申请的空间过大了那为了合理的使用内存 我们往往会对内存的大小做灵活的调整。那realloc函数就可以做到对动态开辟内存大小的调整。ptr是要调整的内存地址。size是调整后的新大小。返回值为调整之后的内存起始位置。这个函数调整原内存空间大小的基础上还会将原来内存中的数据移动到新的空间。realloc在调整内存空间的是存在两种情况原有空间之后有足够大的空间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。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。4. freevoidfree(void*ptr);free函数用来释放动态开辟的内存如果参数ptr指向的空间不是动态开辟的那free函数的行为是未定义的。如果参数ptr是NULL指针则函数什么事都不做。三、常见的动态内存错误1.对NULL指针的解引用操作voidtest(){int*p(int*)malloc(INT_MAX/4);*p20;//如果p的值是NULL就会有问题free(p);}2.对动态开辟空间的越界访问voidtest(){inti0;int*p(int*)malloc(10*sizeof(int));if(NULLp){exit(EXIT_FAILURE);}for(i0;i10;i){*(pi)i;//当i是10的时候越界访问}free(p);}3.对非动态开辟内存使用free释放voidtest(){inta10;int*pa;free(p);//释放非动态开辟的空间}4.使用free释放一块动态开辟内存的一部分voidtest(){int*p(int*)malloc(100);p;free(p);//p不再指向动态内存的起始位置}5.对同一块动态内存多次释放voidtest(){int*p(int*)malloc(100);free(p);free(p);//重复释放}6.动态开辟内存忘记释放内存泄漏voidtest(){int*p(int*)malloc(100);if(NULL!p){*p20;}}intmain(){test();}总结动态分配的内存由malloc等相关函数分配该函数返回一个指向指定字节数内存块的指针。 这块内存被free函数释放后便可重复使用free函数以该内存块的地址作为参数。动态内存管理使得我们的程序时更加灵活为我们的程序提供了更多的可能性。