堆申请的三种alloc用法

本文详细介绍了C语言中三种内存分配函数的使用方法:malloc、calloc 和 realloc。通过实例展示了如何利用这些函数来动态地分配、初始化及调整内存大小,并特别强调了realloc函数在实际项目中的应用场景。

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三种alloc的用法

#include "stdafx.h"
#include <stdlib.h>
#include <string.h>

int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
{
#if 0
	//malloc 参数为申请的字节数
	short *p = malloc(100);  //size_t size 以字节为单位
	if (NULL == p)           
	{
		printf("malloc error\n");
		return -1;
	}
	free(p);

	//calloc 第一个参数为所需内存单元数量 第二个参数为内存单元的大小 
	int *q = calloc(100, sizeof(int));   //int  a[100]  int *p = a;
	for (int i = 0; i<100; i++)
	{
		printf("%d\n", q[i]);
	}
	free(q);

	//realloc 第一个参数为待扩容的指针(已经申请好的地址) 
	        //第二个参数表示扩容后的内存大小
	int *ptr = realloc(NULL, 400); //第一个参数若为NULL则此时的realloc相当于malloc
	for (int i = 0; i<100; i++)
	{
		printf("ptr[%d] = %d\n", i, ptr[i]);
	}
	free(ptr);
#endif
	//realloc的具体应用
	char *ptr = (char*)malloc(100);
	if (NULL == ptr)
		return -1;

	char *newPtr = (char*)realloc(ptr, 400);
	if (NULL == newPtr)
	{
		printf("realloc error\n");
		return -1;
	}
	strcpy(newPtr, "china");

	//char arr[] = "ladjflasdjfk";
	//scanf("%s",arr);
	//strcpy(arr,"china");

	printf("%s\n", newPtr);
	free(newPtr);
	//开始的ptr就不用free了 free(ptr)
	return 0;
	//realloc 只能扩容,不能缩小空间
	//realloc newPtr ptr 有可能相等,也有可能不等。只使用realloc的返回指针
}


<think>嗯,用户问的是C++中的bad_alloc异常的原因和解决方法。我需要先回忆一下这个异常的基本情况。bad_alloc通常在动态内存分配失败时抛出,比如使用new操作符时没有足够的内存。那可能的原因有哪些呢? 首先,最常见的原因确实是内存耗尽,程序申请内存超过了系统可提供的量。比如用户可能在代码里大量动态分配而没有释放,导致内存泄漏。这时候需要检查是否有正确的delete或使用智能指针。 然后,内存碎片也可能导致这个问题。虽然系统总内存足够,但连续的内存块不够大,无法满足大块内存的请求。这时候可能需要优化内存分配策略,或者使用内存池来减少碎片。 接下来,32位系统的地址空间限制也是一个因素。32位程序通常只能使用2GB或3GB的虚拟内存,如果申请接近或超过这个限制就会失败。这时候建议升级到64位系统,或者优化内存使用。 用户错误比如错误地计算分配大小,比如循环中错误地分配过大的数组,或者负数被当作大小传入。这时候需要检查代码中的分配逻辑,确保参数正确。 还有可能系统资源限制,比如ulimit的设置,或者操作系统本身的限制。这时候需要调整系统配置,增加内存或交换空间。 解决方法的话,首先应该检查内存泄漏,使用工具如Valgrind或Visual Studio的诊断工具。然后优化内存使用,避免不必要的拷贝,使用移动语义。使用智能指针如unique_ptr和shared_ptr来自动管理内存。对于大块内存,可以分块处理或者使用磁盘缓存。异常处理方面,可以用try-catch块捕获bad_alloc,进行优雅降级。另外,自定义分配器或者内存池也能帮助管理内存更高效。 用户可能是在开发中遇到了程序崩溃,抛出bad_alloc,需要具体分析情况。比如引用中的ClaimBlocks和线程处理消息缓冲区,可能涉及到内存管理的问题,需要检查是否有正确释放内存,或者是否存在无限分配的情况。 另外,参考用户提供的引用内容,比如Claim方法中对消息缓冲区的处理,可能涉及到内存的声明和释放,如果消息队列中的元素没有正确释放,可能导致内存泄漏,进而引发bad_alloc。需要检查类似msgq_的处理是否正确,确保每个m都正确释放。 可能用户代码中有类似循环分配而未释放的情况,或者在多线程环境下资源竞争导致的内存管理问题。需要确保线程安全,或者使用适当的内存管理策略。 总结下来,回答需要涵盖原因和解决方法,结构清晰,每个点都要有对应的解决建议,并且结合用户提供的引用内容中的可能相关部分,比如指针初始化和内存管理,来进一步说明。</think>### C++ `bad_alloc` 异常的原因及解决方法 #### 原因分析 `bad_alloc` 是 C++ 标准库在动态内存分配失败时抛出的异常,常见原因包括: 1. **内存耗尽** 程序请求的内存超出操作系统或运行时环境可分配的范围。例如: ```cpp int* arr = new int[1000000000]; // 可能因内存不足失败 ``` 若未释放已分配的内存内存泄漏),会逐渐耗尽可用内存[^1]。 2. **内存碎片化** 频繁的小块内存分配/释放可能导致内存碎片,剩余内存总量足够但缺乏连续大块内存满足请求。 3. **32位系统的地址空间限制** 32位程序通常最多使用 2-3GB 虚拟内存,超出后即使物理内存充足也会失败[^2]。 4. **用户代码错误** - 错误计算分配大小(如负数或超大值): ```cpp int size = -1; int* ptr = new int[size]; // 未定义行为,可能触发异常 ``` - 未处理异常的边界条件(如循环中无限分配)。 5. **系统资源限制** 操作系统级限制(如 `ulimit`)或交换空间不足。 --- #### 解决方法 1. **检查内存泄漏** 使用工具(如 Valgrind、Visual Studio 诊断工具)定位未释放的内存块。优先使用智能指针(如 `std::unique_ptr`、`std::shared_ptr`)自动管理内存: ```cpp auto ptr = std::make_unique<int[]>(100); // 自动释放内存 ``` 2. **优化内存使用** - 避免不必要的深拷贝,改用移动语义(`std::move`)。 - 使用容器(如 `std::vector`)替代手动内存管理。 - 分块处理大数据(如流式处理文件)。 3. **异常处理** 使用 `try-catch` 捕获异常并提供降级策略: ```cpp try { int* arr = new int[1e9]; } catch (const std::bad_alloc& e) { std::cerr << "内存分配失败: " << e.what() << std::endl; // 释放备用资源或终止操作 } ``` 4. **自定义内存管理** - **内存池**:预分配大块内存,减少碎片(例如引用[3]中 `Pooled::Claim()` 可能涉及内存块回收)。 - **分配器**:重载 `operator new` 实现特定策略(如日志记录或后备存储)。 5. **系统级调整** - 增加物理内存或交换空间。 - 升级到 64 位系统以突破地址空间限制。 --- ### 相关问题 1. 如何检测 C++ 程序中的内存泄漏? 2. 智能指针如何避免 `bad_alloc` 异常? 3. 在多线程环境下如何安全分配内存
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