动态内存 | Ethaniel

动态内存函数的介绍

使用malloc和free

void* malloc (size_t size);

函数说明：malloc函数向操作系统申请一块连续可用的内存，并返回指向这块内存的指针。
返回值：void*，因为malloc并不知道你的内存放入什么类型的数据。
参数：size表示内存的大小（字节）

注意：malloc函数的声明在stdlib.h 头文件中

void free (void* ptr);

说明：free函数是专门是用来做动态内存的释放和回收的。
返回值：void，无返回值。
参数：ptr表示这块动态内存的首地址

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main()
{
    int *ptr = NULL;
    int size = 10;
    
    ptr = (int *)malloc(size * sizeof(int)); // 分配4个字节的动态内存
    if(NULL == ptr)//判断ptr指针是否为空
    {
        printf("内存分配失败");
        return 0;
    }
    // 给动态内存上分配的数组初始化
    for (int i = 0; i < size; i++)
    {
        *(ptr + i) = 0;
    }
    for (int i = 0; i < size; i++)
    {
        printf("%d ", *(ptr + i));
    }
    free(ptr);  // 释放ptr所指向的动态内存
    ptr = NULL; // ptr指向0，拒绝野指针
    return 0;
}

使用calloc函数

void* calloc (size_t num,size_t size);

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main()
{
    int	*ptr = (int *)calloc(10,sizeof(int)); // 分配4个字节的动态内存
    if(NULL == ptr)//判断ptr指针是否为空
    {
        printf("内存分配失败");
        return 0;
    }
    free(ptr);  // 释放ptr所指向的动态内存
    ptr = NULL; // ptr指向0，拒绝野指针
    return 0;
}

使用realloc函数

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

说明：为了合理的分配内存，我们一定会对内存的大小做灵活的调整。
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。
参数：
ptr：表示是要调整的内存地址
size：表示调整之后新大小

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main()
{
    // 分配4字节的内存
    int* ptr=(int *)calloc(1, sizeof(int));  // 长度
    if (NULL == ptr)
    {
        printf("分配内存失败");
        return 1;
    }
    *ptr = 666; // 赋值666
    // 现在想给这块内存再扩展4个字节
    ptr = (int *)realloc(ptr, 2 * sizeof(int));
    *(ptr + 1) = 888; // 给扩展的4字节内存放入888
    // 遍历扩展后的内存中所有的值
    for (int i = 0; i < 2; i++)
    {
        printf("%d ", ptr[i]);
    }
    free(ptr);
    ptr = NULL;
    return 0;
}

注意事项：realloc在调整扩展内存空间时，存在两种情况

情况1：原有空间有足够的空间，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。

情况2：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。

常见的动态内存错误

（1）每次动态分配都要做检查

if(ptr == NULL)
{
    printf("内存分配失败");
}

（2）动态开辟空间的越界访问

int i = 0
int *ptr = (int *)malloc(10*sizeof(int));
for(i = 0;i<= 10;i++)//越界
{
	*(ptr + i) = i;
}

（3）非动态开辟内存使用free释放

1
2
3

int a = 10;
int *ptr = &a;
free(ptr);//错误释放非动态开辟的内存

（4）使用free释放一块从非首地址开始的动态内存

1
2
3

int *ptr = (int *)malloc(10*sizeof(int));
ptr++;
free(ptr);//异常

（5）对同一块动态内存多次释放

1 2	free(ptr); free(ptr);

（6）动态开辟内存忘记释放（内存泄漏）

void test()
{
    int *ptr = (int *)malloc(10*sizeof(int));
    if(ptr == NULL)
	{
    	printf("内存分配失败");
	}
	//进行free释放
    return;
}

几个经典的笔试题

题一

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
void GetMemory(char *p)
{
    p = (char *)malloc(100);//p->malloc(100)
	//且指针未被释放
    return;
}
int main()
{
    char *str = NULL;//str->null
    GetMemory(str);//p->null
    strcpy(str,"hello world");//strcpy是属于非法写内存NULL，程序异常
    printf(str);
   
    return 0;
}

报错：编译正常，运行报错

题二

#include <stdio.h>
char *GetMemory()
{
    char p[] = "hello world";
    return p;//局部变量，调用程序后进行回收
}
int main()
{
    char *str = NULL;
    str = GetMemory();//str->非法内存
    printf(str);
    return 0;
}

报错：编译错误

题三

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

报错：未报错，但是没释放动态内存

题四

#include<stdio.h>
#include<string.h>
int main()
{
    char *str = (char *)malloc(100);
    strcpy(str,"ethaniel");
    free(str);
    if(str !=NULL)//str已释放，再次调用生成野指针
    {
        strcpy(str,"blog");
        printf(str);
    }
    return 0;
}