前言
文章目录
- 前言
- 1.为什么存在动态内存分配
- 2.动态内存函数的介绍
- 2.1 malloc函数
- 2.2 free函数
- 2.3 calloc
- 2.4realloc
- 3 常见的动态内存错误
- 4.经典笔试题
- 题目 1:
- 题目 2:
- 题目 3:
- 题目 4:
- 5.C/C++程序的内存开辟
- 6.柔性数组
- 6.1 定义
- 6.2 柔性数组的特点
- 6.3 柔性数组的使用
- 6.3 柔性数组的优势
1.为什么存在动态内存分配
int val=20;
char a[20];
上述的开辟空间有两大特点
1.空间开辟大小是固定的。
2.数组在声明的时候必须指定数组长度,它所需要的内存在编译时分配。
但是对于空间的需求,有时还需要依据运行的时候决定分配,编译的时候无法满足,此时就需要动态内存分配。
2.动态内存函数的介绍
2.1 malloc函数
void* malloc (size_t size);
用途: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。
要点:
- 如果开辟成功,就返回指向该空间的一个指针
- 如果开辟失败,就返回NULL指针,所以使用malloc函数需要检查。
- 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0,malloc的行为是标准是未定义的,取决于编译器。
使用标准格式
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
int main()
{int num;scanf("%d", &num);int* p = (int*)malloc(sizeof(int) * num);if (p == NULL){perror("malloc");exit(1);}return 0;
}
2.2 free函数
void free (void* ptr);
用途:用来释放动态开辟的内存。
要点:
- 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。
2.3 calloc
void* calloc (size_t num, size_t size);
用途:动态开辟内存空间,并对其初始化为0。
要点:
- 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。
2.4realloc
void* realloc (void* ptr, size_t size);
用途: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,那为了合理的时候内存,我们一定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。
要点:
- ptr 是要调整的内存地址
- size 调整之后新大小
- 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:
情况1:原有空间之后有足够大的空间
情况2:原有空间之后没有足够大的空间
如下图所示
重新分配内存的时候要注意,需要引进中间变量来接受地址,当返回的不是空指针的时候才重新赋值给原来的指针,以确保但重新开辟空间失败的时候,原来的数据还可以使用保存。
3 常见的动态内存错误
解决方案:在动态开辟内存后,一定要判断是否返回的是NULL以确保是否开辟成功。
解决方法:要存动态开辟空间的起始地址。
由谁开辟,就由谁释放。对于函数使用是开辟的空间需要注释加以说明。
4.经典笔试题
题目 1:
题解:
题目 2:
题解:
str接受到p的地址,但是此时地址指向的空间里面的内容被销毁,打印结果不确定
题目 3:
题解
正常打印hello,当是存在内存泄漏
题目 4:
free释放空间后,str变成了野指针,对其进行的操作都是非法访问。
5.C/C++程序的内存开辟
- 栈区(stack):在执行函数时,函数内局部变量的存储单元都可以在栈上创建,函数执行结
束时这些存储单元自动被释放。栈内存分配运算内置于处理器的指令集中,效率很高,但是
分配的内存容量有限。 栈区主要存放运行函数而分配的局部变量、函数参数、返回数据、返
回地址等。 - 堆区(heap):一般由程序员分配释放, 若程序员不释放,程序结束时可能由OS回收 。分
配方式类似于链表。 - 数据段(静态区)(static)存放全局变量、静态数据。程序结束后由系统释放。
- 代码段:存放函数体(类成员函数和全局函数)的二进制代码。
6.柔性数组
6.1 定义
C99 中,结构中的最后一个元素允许是未知大小的数组,这就叫做『柔性数组』成员。
6.2 柔性数组的特点
- 结构中的柔性数组成员前面必须至少一个其他成员。
- sizeof 返回的这种结构大小不包括柔性数组的内存。
- 包含柔性数组成员的结构用malloc ()函数进行内存的动态分配,并且分配的内存应该大于结构的大小,以适应柔性数组的预期大小。
6.3 柔性数组的使用
6.3 柔性数组的优势
两个代码比较: