动态内存管理

一、动态内存函数的介绍

1.1 malloc函数

使用:

void* malloc(size_t size)

这个函数向内存申请一块连续可用的空间，并返回指向这块空间的指针。

• 如果开辟成功，则返回一个指向开辟好空间的指针。
• 如果开辟失败，则返回一个NULL指针，因此malloc的返回值一定要做检查。
• 返回值的类型是 void* ，所以malloc函数并不知道开辟空间的类型，具体在使用的时候使用者自己来决定。
• 如果参数 size 为0，malloc的行为是标准是未定义的，取决于编译器。

1.2 calloc函数

void* calloc (size_t num, size_t size);

• 函数的功能是为 num 个大小为 size 的元素开辟一块空间，并且把空间的每个字节初始化为0。
• 与函数 malloc 的区别只在于 calloc 会在返回地址之前把申请的空间的每个字节初始化为全0。

1.3 realloc函数

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

• ptr 是要调整的内存地址
• size 调整之后新大小
• 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。

realloc函数使用有两个注意情况

1.原有的空间足够大，直接在后面追加内存即可，数据不发生变化。
2.原有的空间不够大，在堆区找一个满足题意大小的空间。返回新空间的地址，并把数据拷到空间上。

1.4 free函数

C语言提供了另外一个函数free，专门是用来做动态内存的释放和回收的，函数原型如下：

void free (void* ptr)

• 如果参数 ptr 指向的空间不是动态开辟的，那free函数的行为是未定义的。
• 如果参数 ptr 是NULL指针，则函数什么事都不做。

二、常见的动态内存错误

2.1 对空指针NULL解引用操作

#include <stdio.h>
int main()
{
	int* p = (int*)malloc(40);
	*p = 20;
	return 0;//如果malloc is fail,则对p进行解引用就会报错。
}

2.2 对动态内存开辟的空间越界访问

#include <stdio.h>
int main()
{
	int* p = (int*)calloc(10, 4);
	if (p == NULL)
	{
		printf("calloc is fail\n");
		exit(-1);
	}
	int i = 0;
	for (i = 0; i <= 10; i++)
	{
		*(p + i) = i;//当i=10时，存在越界访问。
	}
	free(p);
	p = NULL;
	return 0;
}

2.3 对非动态开辟内存进行free操作

#include <stdio.h>
int main()
{
	int a = 10;
	int* p = &a;
	free(p);//对非动态开辟的内存进行free操作
	p = NULL;
	return 0;
}

2.4 使用free释放一块动态开辟内存的一部分

#include <stdio.h>
int main()
{
	int* p = (int*)malloc(100);
	p++;
	free(p);//p不再指向动态内存的起始位置
	return 0;
}

2.5 对同一块动态内存多次释放

#include <stdio.h>
int main()
{
	int* p = (int*)malloc(100);
	free(p);
	free(p);//重复释放
	return 0;
}

2.6 对动态内存开辟的空间忘记释放

void test()
{
	int* p = (int*)malloc(100);
	if (NULL != p)
	{
		*p = 20;
	}
}
int main()
{
	test();//如果对动态内存开辟的空间不释放，程序如果一直不停的话，容易造成内存泄漏。
	while (1);
}

三、几道经典笔试题

题目一、

void GetMemory(char* p)
{
	p = (char*)malloc(100);//1 动态开辟空间没有释放
}
void Test(void)
{
	char* str = NULL;
	GetMemory(str);//传值调用后，str=NULL；
	strcpy(str, "hello world");2 对空指针进行字符串拷贝
	printf(str);
}

题目二、

char* GetMemory(void)
{
	char p[] = "hello world";
	return p;
}
void Test(void)
{
	char* str = NULL;
	str = GetMemory();//str所指向的空间在函数调用后已经释放
	printf(str);
}

题目三、

void GetMemory(char** p, int num)
{
	*p = (char*)malloc(num);//动态开辟的开辟的空间没有释放
}
void Test(void)
{
	char* str = NULL;
	GetMemory(&str, 100);
	strcpy(str, "hello");
	printf(str);
}

题目四、

void Test(void)
{
	char* str = (char*)malloc(100);//假设开辟成功
	strcpy(str, "hello");
	free(str);
	if (str != NULL)
	{
		strcpy(str, "world");//在空间已经返回给操作系统后，任然对这部分空间进行操作
		printf(str);
	}
}