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1. 前言
本章目标:
本篇文章
着重讲解动态内存管理的四个函数
前期准备:
内存可以大致分为几个区域:
- 栈区: 存放局部变量,函数
- 堆区: 存放动态开辟的空间
- 静态区 : 全局变量,static修饰变量
- 代码区: 常量字符串
今天的主角就是在堆区申请空间的:动态内存管理!
2. 为什么要学动态内存管理?
我们平常使用数组时:
int arr[6]={1,2,3,4,5,6};
这是在栈区开辟的空间
并且它的大小是固定的,被初始化成6
原因一:
很多情况下,我们需要的空间大小
在程序运行后才知道,此时数组不管用了
只能尝试使用动态内存管理的方式了!
原因二:
在做题时经常遇见需要手动动态
开辟空间的题目,且在笔试中也经常考察
3. 动态内存管理函数介绍
动态内存管理有四个函数:
1. malloc
2. calloc
3. realloc
4. free
这些函数定义在头文件: stdlib.h中
前两个是用于开辟空间的
realloc是用于扩容的
而free是释放空间的
4. malloc函数详细介绍
先看它在cplusplus上的定义:
我直接把要点翻译过来:
-
功能:它向内存申请一块连续可用的空间
-
申请空间成功就返回指向这块空间的指针
-
申请空间失败就返回空指针NULL
-
返回类型是void*
它可以申请任一类型的空间
- 参数size的单位是字节
开辟size个字节的空间
需要注意的地方:
- 它的返回类型是void*,你在开辟空间时
应强制类型转换成你要开辟的空间的类型
struct S
{
int a;
char cc;
double d;
};
int* p = (int*)malloc(40);
char* arr = (char*)malloc(10);
struct S* ss = (struct S*)malloc(20);
总结:开辟什么类型的空间就强转成什么
- malloc有可能申请空间失败
所以每次开辟空间后要判断指针是否为空
若指针为空应该直接终止掉程序
int* p = (int*)malloc(40);
if(p == NULL)
{
printf("动态申请失败");
exit(-1)//退出程序
}
else //不为空再去使用它
{
//......
}
总结:每次开辟空间后要判断空指针
5. free函数详细介绍
先看free在官网上的定义:
将要点翻译过来:
-
free用于释放动态开辟的空间
-
参数ptr指向的空间必须是动态开辟的
- 若ptr是空指针,则free函数什么都不做
需要注意的地方:
- free释放的空间必须在堆区
也就是必须是动态开辟的内存
//堆区开辟的空间
int* p = (int*)malloc(40);
//栈区开辟的空间
int arr[4] = {1,2,3,4};
//正确的用法
free(p);
//错误的用法
free(arr);
总结:free释放的空间必须在堆区
- 被free释放后的空间就还给操作系统了
但是指针还是指向已经释放的空间
所以在free释放掉一块空间后
还要将指针赋值为空才安全
int* p = (int*)malloc(40);
free(p);
p = NULL;
总结:释放掉空间后记得要置空
6. calloc函数详细介绍
先看calloc的定义:
重点翻译:
-
参数num是要开辟的空间个数
-
参数size是每份空间所占字节数
-
calloc不仅会开辟空间
还将所有数据初始化为0
- 它和malloc的区别就是前者会初始化
使用举例:
//开辟10个整型空间
int* p = (int*)calloc(10,sizeof(int));
if(p == NULL)
{
printf("开辟失败");
exit(-1);
}
else
{
//......
}
可以在不同场景选择使用malloc或者calloc
7. realloc函数详细介绍
先看realloc的定义:
重点翻译:
- 参数ptr是指向要扩容的空间的指针
- 参数size是扩容后空间总大小
单位是字节 - 返回值为扩容之后的内存起始位置
- 此函数在调整原先空间大小的基础上
还会将原先空间的内容拷贝过来
需要注意的地方:
- realloc扩容的空间必须在堆区
int* p = (int*)malloc(40);
int arr[4]={1,2,3,4};
//正确用法
int* pp = (int*)realloc(p,60);
//错误用法
int* parr = (int*)realloc(arr,30);
- 若参数ptr是空指针NULL
则realloc的功能相当于malloc
int* p = NULL;
int* pp = (int*)realloc(p,40);
此时的realloc相当于malloc
- realloc扩容后,原先指向
这块空间的指针会自动置空
不需要再手动置空
int* p = (int*)malloc(40);
int* pp = (int*)realloc(p,60);
free(pp);
pp=NULL;
总结:realloc扩容后,原先的指针可以不管
8. 总结以及拓展
动态开辟的内存在堆区上
而我们定义的指针却在栈区上
所以可以这样理解这个过程:文章来源：https://www.toymoban.com/news/detail-568381.html
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