动态内存管理

最新推荐文章于 2025-07-14 12:06:11 发布

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#算法 #数据结构

本文详细介绍了C语言中的内存管理函数malloc、calloc、realloc和free的用途、操作原理以及常见错误。特别强调了内存泄漏的概念，以及如何正确使用这些函数来避免内存管理问题。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

malloc

void*是因为malloc不知道会传什么类型的指针进来

size_t 类型表示C中任何对象所能达到的最大长度，它是无符号整数。

功能是向堆区申请空间，方便内存的分配

内存开辟失败返回的是空指针

成功返回只想开辟好的空间的指针

没有free会不会造成内存泄漏？

在程序退出时，会自动回收内存

什么是内存泄漏？

向堆区申请了空间，但没用了却未还，内存泄漏很麻烦

堆区是内存池，可以从堆区申请内存，程序不会自动清除

所以申请了空间还是free掉比较好，养成良好的编程习惯，成对出现！

使用

#include<stdio.h>
#include<errno.h>
#include<stdlib.h>
#include<string.h>
int main()
{
	int arr[10] = { 0 };
	int* p = (int*)malloc(40);//申请40个字节
	if (p == NULL)
	{
		printf("%s\n", strerror(errno));
		return 1;
	}
	int i = 0;
	for (i = 0; i < 10; i++)
	{
		*(p+i) = i;
		
	}
	for (i = 0; i < 10; i++)
	{
		printf("%d ", *(p + i));
	}
	free(p);
	p = NULL;//把p置为NULL，怕之前的内存还能被找到
	return 0;
}

如果你一直malloc，就会有很多内存碎片，性能会下降

为了维护内存空间，就开辟了内存池，也叫高性能内存池

calloc

ptr是要调整的内存空间

size_t size 是追加内存后的字节大小

和malloc略有不同
calloc会自动初始化为0；

上代码~

#include<stdlib.h>
#include<errno.h>
#include<stdio.h>
int main()
{
	int*p=(int*)calloc(10, sizeof(int));
	if (p == NULL)
	{
		printf("%s\n", strerror(errno));
		return 1;
	}
	int i = 0;
	for (i; i < 10; i++)
	{
		printf("%d ", *(p + i));
	}
	free(p);
	p = NULL;
	return 0;
}

realloc

更灵活的对内存进行调整，因为有时大有时小，realloc就能申请你需要的大小

realloc是怎么扩容的呢？

可能情况一：会覆盖别人的空间

可能情况二：直接在后面追加

realloc是怎么做的呢？

直接在足够大的空间开辟80byte把旧的再空间拷贝过来

扩容

#include<string.h>
#include<stdlib.h>
#include<errno.h>
#include<stdio.h>
int main()
{

	int* p = (int*)malloc(10 * sizeof(int));
	if (p == NULL)
	{
		printf("%s\n", strerror(errno));
		return 1;
	}
	for (int i = 0; i < 10; i++)
	{
		*(p+i) = i + 1;
	}
	
	int*ptr=(int*)realloc(p, 20*sizeof(int));
	if (ptr!= NULL)
	{
		p = ptr;
	
	}
	for (int i=0; i < 10; i++)
	{
		printf("%d ", *(p + i));
	}
	free(p);
	p = NULL;
	return 0;
}

free

free必须释放动态开辟的内存空间
free的参数是NULL就什么也不干

常见的动态内存开辟错误

对NULL指针解引用操作

void test()
{
 int *p = (int *)malloc(INT_MAX/4);
 *p = 20;//如果p的值是NULL，就会有问题
 free(p);
}

对动态开辟空间的越界访问

void test()
{
 int i = 0;
 int *p = (int *)malloc(10*sizeof(int));
 if(NULL == p)
 {
 exit(EXIT_FAILURE);
 }
 for(i=0; i<=10; i++)
 {
 *(p+i) = i;//当i是10的时候越界访问
 }
 free(p);
}

对非动态开辟内存使用free释放

void test()
{
 int a = 10;
 int *p = &a;
 free(p);//ok?
}

使用free释放一块动态开辟内存的一部分

void test()
{
 int *p = (int *)malloc(100);
 p++;
 free(p);//p不再指向动态内存的起始位置
}

对同一块动态内存多次释放

void test()
{
 int*p=(int*)malloc(100);
 free(p);
 free(p);

}

动态开辟内存忘记释放（内存泄漏）

void test()
{
 int*p=(int*)malloc(100);
 if(p!=NULL)
{
 *p=20;
}
}
int main()
{
 test();
 while(1);
}

动态开辟的空间一定要释放,并且正确释放。