动态内存 stdlib.h 库函数的简单介绍

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动态内存的申请空间位置

malloc calloc realloc 申请空间

malloc

calloc

realloc

free 释放空间

常见的动态内存的错误

错误1

错误2

错误3

错误4

错误5

错误6

动态内存的申请空间位置

计算器内存空间分布主要分为栈区、堆区、静态区（当然还有其他取于）

主函数内声明的变量：默认情况下，函数内声明的非静态局部变量（如int a;）存储在栈区，而非静态区。只有显式使用static关键字的局部变量（如static int b;）才会存储在静态区。

动态内存空间申请出来的变量是在内存的堆区里。

动态内存空间具有灵活性和动态分配。

灵活性是因为可以随意控制想要的大小

#include <stdio.h> int main(){ int i=0; scanf("%d",&i); int a[i];//error return 0; }

象征着代码就是没办法控制想要打开的大小的，而动态内存就可以做到这些事情。

malloc calloc realloc 申请空间

• malloc

malloc 函数 ，是申请空间里最常见，也是最基础的函数

void* malloc (size_t size);

• 参数size为需要分配的字节数。
• 返回值是一个void*类型的指针，指向分配的内存起始地址；若分配失败则返回NULL。当malloc 在申请空间太大时，或者电脑内存不够时才会申请空间失败。

以为malloc 是void* 的返回形式，所以我们在使用的时候都需要进行一个强制类型转换操作。

int* a=(int*)malloc(sizeof(int));//单个变量申请操作 if(a==NULL){ perror("malloc"); return 1; } //判断空间是否申请成功 int i=0; scanf("%d",&i); int* arr=(int*)malloc(sizeof(int)*i);//可控制数组长度的多个变量申请操作 if(arr==NULL){ perror("malloc"); return 1; } //判断空间是否申请成功

• calloc

void *calloc(size_t num, size_t size);

• 参数：
  • num：需要分配的元素数量。
  • size：每个元素的大小（字节数）。
• 返回值：
  • 成功时返回指向分配内存的指针。
  • 失败时返回NULL。

int i=0; scanf("%d",&i); int* arr=(int*)calloc(i,sizeof(int));//可控制数组长度的多个变量申请操作 if(arr==NULL){ perror("malloc"); return 1; } //判断空间是否申请成功

int i=0; scanf("%d",&i); int* arr=(int*)malloc(sizeof(int)*i);//可控制数组长度的多个变量申请操作 if(arr==NULL){ perror("malloc"); return 1; } //判断空间是否申请成功

calloc 也是生成动态内存,但与 malloc 有点不一样

void* malloc (size_t size); void* calloc(size_t num,size_t size); int* p = (int*)malloc(i * sizeof(int)); int* p = (int*)calloc(i , sizeof(int));

两个功能是一样的
但malloc生成出来的值是随机值，calloc生成出来的值会经行一个初始化0的操作

性能：由于calloc会初始化内存，其性能可能略低于malloc，但安全性更高。

• realloc

realloc 的功能就是当你申请的空间太小或者太大时的时候

realloc 进行对与内存大小的调整

void* realloc (void* ptr ,size_t size );

• 参数：

ptr 是要调整的内存的地址
size 是调整后的新大小，单位字节

• 返回值：

  • 成功时返回指向分配内存的指针。
  • 失败时返回NULL。

int* ptr =(int*)malloc(sizeof(int)); if(ptr==NULL){ perror("malloc"); return 1; } realloc(ptr,sizeof(int)*5); if(ptr==NULL){ perror("realloc"); return 1; } //这种写法会容易出现问题 /* 当realloc申请空间失败时，容易把之前的空间一起变成空指针NULL */

正确做法

#include <stdlib.h> int main(){ int* arr1=(int*)malloc(sizeof(int)*5);//内存申请空间 if(arr1==NULL){ perror("malloc"); return 1; } for(int i=1;i<=5;i++) arr1[i]=i;//赋值 int* arr2=realloc(arr1,sizeof(int)*10);//设置arr2 扩充文件内存 if(arr1==NULL){ perror("realloc"); return 1; } arr1=arr2; for(int i=6;i<=10;i++) arr1[i]=i;//赋值 free(arr1);//释放空间 arr1=NULL;//防止野指针 return 0; }

realloc在调整内存空间的时候会出现一下两种情况

情况1： ptr

内存空间扩展充沛的情况：

当是情况1的时候，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。

情况2： ptr

内存空间扩展不充沛的情况：

当是情况2的时候，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。

free 释放空间

当我们该内存不许要使用的时后 ，就可以通过内存空间释放来，减少计算机内存负担，避免空间的浪费。

free(ptr); ptr=NULL;

如果没有及时释放空间，空间就一直被占用，着未正确释放内存会导致内存泄漏，长期运行的程序可能因内存耗尽而崩溃，直到程序结束。

所以内存空间释放是横有必要的存在。

常见的动态内存的错误

错误1

#include <stdio.h> char* get_mory(void){ char p[]="hello world"; return p; } void test(void){ char* str=NULL; str=get_mory(); printf(str); } int main(){ test(); return 0; }

char p[]="hello world"是一个局部数组，存储在栈上。

当get_mory函数返回时，栈帧被释放，p的内存不再有效。返回的指针p成为悬挂指针，访问它会导致未定义行为。

相当于get_mory返回指针后，因为“hello world”是在栈区上的数组，却又因为是局部变量，就会导致出了函数后就会销毁，已经没有hello world 这个数据了。

正确做法：

char* get_mory(void){ static char p[]="hello world";//static 修饰的数组存在于内存的静态区 return p; }

利用static 让hello world 保存在内存的静态区，hello world 进行输出。

错误2

#include <stdio.h> #include <stdlib.h> void GetMemory(char*p) { p = (char*)malloc(100); } void Test(void) { char* str = NULL; GetMemory(&str); strcpy(str, "hello world"); printf(str); } int main() { Test(); return 0; }

1.程序崩溃
原因是：
str传递给GetMemory函数的时候，采用的值传递
形参变量p其实是str的一份拷贝
当我们把malloc申请的空间的起始地址存放在p中时
不会修改str,str依然为NULL
所以当GetMemory函数返回后，再去调用strcpy函数需要
将“hello world”拷贝到str指向的空间时，程序崩溃。
2.因为malloc申请的空间没有free释放，存在内存泄露

正确做法：

#include <stdio.h> #include <stdlib.h> void GetMemory(char** p) { *p = (char*)malloc(100); printf("%c", **p); } void Test(void) { char* str = NULL; GetMemory(&str); //经过这了从单个变量转变成数组 strcpy(str, "hello world"); printf(str); free(str); str = NULL; } int main() { Test(); return 0; }

错误3

#include <stdio.h> #include <stdlib.h> void test(){ char* str=(char*)malloc(100); strcpy(str,"hello"); free(str); if(str!=NULL){ strcpy(str,"world"); printf(str); } } int main(){ test(); return 0; }

错误操作：

1，野指针问题，会非法访问内存。程序崩溃。

2，什么都打印不出来。

所以free 内存被释放之后，但是str还是地址还真在的，所以为了防止无意识的使用到已经free 释放可空间的时候还是要经行str = NULL,操作

错误4

#include <stdlib.h> int main(){ int* ptr=(int*) malloc(sizeof(int)*10); if(ptr==NULL){ perror("malloc"); return 1; } for(int i=0;i<10;i++){ *ptr=i; ptr++; } free(ptr); ptr=NULL; return 0; }

错误操作：

free释放空间，一定要在要在内存空间从起始位置。

*ptr=i；ptr++；

该成ptr[i]=i;

错误5

int test(){ int* ptr=(int*) malloc(sizeof(int)*10); if(ptr==NULL){ perror("malloc"); return 1; } //.... free(ptr); return p; } int main(){ int *ptr=test(); free(ptr); ptr=NULL； return 0; }

错误操作：

内存的二次释放也是不行的。

错误6

int main(){ int arr[10] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 }; int* p = arr; //.. free(p); p = NULL; return 0; }

错误操作：

对非malloc的动态内存空间经行释放空间操作