2024年最新【C语言进阶】动态内存管理，2024年最新C C++基础面试题2024_c++p10362 [pa2024] autostrada 2 提交 21 0 时间限制 4.00s-优快云博客

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

参数：

ptr：要调整的内存地址，以是一个空指针

size：调整之后新大小

返回值：调整之后的内存起始位置（该内存块可能与旧位置相同，也可能是新位置）

realloc函数的使用：

int main()
{
	int* p = (int*)malloc(40);
	if (p == NULL)
	{
		perror("malloc");
		return 1;
	}

	int i = 0;
	for (i = 0; i < 10; i++)
	{
		p[i] = i + 1;
	}

	int* ptr = (int*)realloc(p, 80);

	if (ptr != NULL)
	{
		p = ptr;
	}
	else
	{
		perror("realloc");
	}
	//打印数据
	for (i = 0; i < 20; i++)
	{
		printf("%d ", p[i]);
	}

    free(p);
    p=NULL;    
	return 0;
}

注意：

realloc有开辟失败的可能，如果用p接收，返回空指针，malloc开辟的空间无法释放，会造成数据泄露，所以我们创建一个ptr来就收realloc返回的地址，如果返回的不是空指针就赋值给p。

realloc在调整内存空间的两种情况：

1.原有空间之后有足够大的空间

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。

2.原有空间之后没有足够多的空间

在堆空间上另找一个合适大小的连续空间来使用，把旧的数据拷贝到新的空间中。会将旧的空间释放掉，返回新的地址。

二、常见的动态内存的错误

2.1对NULL指针的解引用操作

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);
}

如果空间开辟失败返回空指针，我们对空指针解引用，程序就会出现错误。所以我们要判断返回的是否为空指针。

代码修改：

int* p = (int*)malloc(40);
	if (p == NULL)
	{
		perror("malloc");
		return 1;
	}
    *p=20;
    free(p);

2.2对动态开辟空间的越界访问

只有10个整型的空间，确访问了20个整型的空间，越界访问。

2.3对非动态开辟内存使用free释放

int a=10;
int* p=&a;
free(p);     //err
p=NULL:

2.4 使用free释放一块动态开辟内存的一部分

循环结束后，p指向的不是起始位置。无法释放一部分空间，必须从起始位置释放。

2.5对同一块动态内存多次释放

void test()
{
 int *p = (int *)malloc(100);
 free(p);
 free(p);//重复释放
}

2.6动态开辟内存忘记释放（内存泄漏）

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


int main()
{
     test();
     while(1);
     return 0;
}

动态申请的内存空间不会因为出了作用域自动销毁。

只有两种销毁方式：

1.free

2.程序结束

三、经典例题分析

3.1题目1

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;
}

运行程序时，会报出错误，这是什么原因呢。

1.对NULL指针进行解引用操作，程序会崩溃。

2.没有释放空间，存在内存泄漏问题。

3.2 题目2

char *GetMemory(void)
{
     char p[] = "hello world";
     return p;
}

void Test(void)
{
     char *str = NULL;
     str = GetMemory();
     printf(str);
}

int main()
{    
    Test();
    return 0;
}

可以用static修饰变量p，使p的声明周期变长。

3.3题目3：

void GetMemory(char **p, int num)
{
     *p = (char *)malloc(num);
}

void Test(void)
{
     char *str = NULL;
     GetMemory(&str, 100);
     strcpy(str, "hello");
     printf(str);
}

int main()
{
    Test();
    return 0;
}

四、C/C++程序的内存开辟

C/C++程序内存分配的几个区域：

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。

五、柔性数组

5.1什么是柔性数组

C99 中，结构体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。

例如：

typedef struct st_type
{
     int i;
     int a[0];//柔性数组成员
}type_a;

注意：柔性数组这个结构中，柔性数组前至少有一个成员。

5.2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。

5.3柔性数组的使用

我们开辟好空间后，发现空间不够用，我们可以使用realloc增容。

struct S
{
	int n;
	int arr[];
};

int main()
{
	struct S* p = (struct S*)malloc(sizeof(struct S) + 40);
	if (p == NULL)
	{
		perror("malloc");
		return 1;
	}
	p->n = 100;
	int i = 0;
	for (i = 0; i < 10; i++)
	{
		p->arr[i] = i + 1;
	}

	//释放
	free(p);
	p = NULL;
}

替代柔性数组：

struct S
{
	int n;
	int* arr;
};

int main()
{
	struct S* p = (struct S*)malloc(sizeof(struct S));
	if (p == NULL)
	{
		perror("malloc");
		return 1;
	}
	p->n = 100;
	p->arr = (int*)malloc(40);
	if (p->arr == NULL)
	{
		perror("malloc");
		return 1;
	}
	 
	int i = 0;
	for (i = 0; i < 10; i++)
	{
		p->arr[i] = i + 1;
	}
	//增容
	int* ptr = (int*)realloc(p->arr,  + 60);
	if (ptr == NULL)
	{
		perror("realloc");
		return 1;
	}
	p->arr = ptr;

	for (i = 0; i < 15; i++)
	{
		printf("%d ", p->arr[i]);
	}


	//释放
	free(p->arr);
	p->arr = NULL;

	free(p);
	p = NULL;
	return 0;
}

要先释放里面的，再释放外面的。如果先把p释放了，就找不到arr的地址了。

5.4柔性数组的优点

我们上面的代码二，可以完美的替代柔性数组的功能，却为什么还是创造除了柔性数组呢。在这就要说到柔性数组的优点：

1.内存方便释放

在柔性数组中，我们只使用了一次malloc，方法二中使用了两次malloc，容易造成忘记释放，没有都释放或释放顺序错误的问题。

2.访问速度快，节省空间

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的。如果先把p释放了，就找不到arr的地址了。

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我们上面的代码二，可以完美的替代柔性数组的功能，却为什么还是创造除了柔性数组呢。在这就要说到柔性数组的优点：

1.内存方便释放

在柔性数组中，我们只使用了一次malloc，方法二中使用了两次malloc，容易造成忘记释放，没有都释放或释放顺序错误的问题。

2.访问速度快，节省空间

[外链图片转存中…(img-qQemXWJr-1715665725250)]
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