内存分配
C/C++中内存分为如下5个区:指那些由编译器在需要的时候分配,不需要时自动清除的变量所在的储存区,如函数执行时,函数的形参以及函数内的局部变量分配在栈区,函数运行结束后,形参和局部变量去栈(自动释放)。栈内存分配运算内置与处理器的指令集中,效率高但是分配的内存空间有限。
- 栈区:指哪些由程序员手动分配释放的储存区,如果程序员不释放这块内存,内存将一直被占用,直到程序运行结束由系统自动收回,c语言中使用malloc,free申请和释放空间。
- 堆区:指哪些由程序员手动分配释放的储存区,如果程序员不释放这块内存,内存将一直被占用,直到程序运行结束由系统自动收回,c语言中使用malloc,free申请和释放空间。
- 全局/静态存储区:全局变量和静态变量的储存是放在一块的,其中初始化的全局变量和静态变量在一个区域,这块空间当程序运行结束后由系统释放。
- 常量存储区:常量字符串就是储存在这里的,如“ABC”字符串就储存在常量区,储存在常量区的只读不可写。const修饰的全局变量也储存在常量区,const修饰的局部变量依然在栈上。
- 代码区:存放源程序的二进制代码。
内存分配的类型
静态内存分配:编译时分配。包括:全局、静态全局、静态局部三种变量。
动态内存分配:运行时分配。包括:栈、堆。
C
头文件:#include <stdlib.h>
用malloc()实现动态内存分配
malloc() 函数用来动态地分配内存空间,其原型为:void* malloc (size_t size);
- 【参数说明】size 为需要分配的内存空间的大小,以字节(Byte)计。
- 【函数说明】malloc() 在堆区分配一块指定大小的内存空间,用来存放数据。这块内存空间在函数执行完成后不会被初始化,它们的值是未知的。如果希望在分配内存的同时进行初始化,请使用 calloc() 函数。
- 【返回值】分配成功返回指向该内存的地址,失败则返回 NULL。
由于申请内存空间时可能有也可能没有,所以需要自行判断是否申请成功,再进行后续操作。如果 size 的值为 0,那么返回值会因标准库实现的不同而不同,可能是 NULL,也可能不是,但返回的指针不应该再次被引用。
【注意】函数的返回值类型是 void *,void 并不是说没有返回值或者返回空指针,而是返回的指针类型未知。所以在使用 malloc() 时通常需要进行强制类型转换,将 void 指针转换成我们希望的类型,例如:
char *ptr = (char *)malloc(10); // 分配10个字节的内存空间,用来存放字符
用free()释放动态分配的内存
free()函数用来释放动态分配的内存空间,函数原型为:void free (void *ptr) ;
其中,ptr为要释放的内存指针。
释放指针变量在堆区上的内存空间,不能释放栈上的内存空间,free要与malloc(calloc、realloc)成对使用。
C++
用new运算符实现动态内存分配
分配一个变量
P = new T;
T是任意类型名,P是类型为T*
的指针。
动态分配出一片大小为sizeof(T)字节的内存空间,并将该内存空间的起始地址赋值给P。比如:
int *pn;
pn = new int;
*pn = 5; // 通过pn来修改刚才new出来的内存空间的内容
分配一个数组
P = new T[N];
T:任意类型名
P:类型为T*
的指针
N:要分配的数组元素的个数,可以是整型变量/常量/表达式
动态分配出一片大小为N*sizeof(T)字节的内存空间,并将该内存空间的起始地址赋值给P。例如:
int *pn;
int n = 5;
pn = new int[i*20];
pn[0] = 20;
pn[100] = 30; // 编译没问题。运行时导致数组越界
new运算符的返回值类型
new T;
new T[n];
这两个表达式返回值的类型都是T*
所以,int *p = new int;
是合法的,两边类型匹配。
用delete运算符释放动态分配的内存
用new动态分配的内存空间,一定要用delete运算符进行释放。
delete 指针;
// 该指针必须指向new出来的空间
- 用delete释放动态分配的变量
int *p = new int;
*p = 5;
delete p;
delete p; // 导致异常,一片空间不能被delete多次
- 用delete释放动态分配的数组,要加[]
不加[]不会出错,但会导致new出来的存储空间没有被完全释放
int *p = new int[20];
p[0] = 1;
delete []p;