C语言---动态内存函数

原创已于 2023-03-20 20:12:10 修改 · 237 阅读

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于 2022-03-29 21:02:59 首次发布

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1. malloc和free

C语言提供了一个动态内存开辟的函数：

void* malloc (size_t size);（size为开辟的字节数）

1.1 malloc作用

malloc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。

1.2 相关结果

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。

1.3 free

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);

注：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。

malloc和free都声明在 stdlib.h 头文件中。

1.4 举例

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main()
{
	int* ptr = (int*)malloc(40);
	if (ptr == NULL)//检查
	{
		perror("malloc");
		return 1;
	}
	//使用

	//用完
	free(ptr);//释放内存
	ptr = NULL;//是指针为空，防止其变为野指针
	return 0;
}

2.calloc

C语言还提供了一个函数叫 calloc ， calloc 函数也用来动态内存分配。原型如下：

void* calloc (size_t num, size_t size);

2.1 功能

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。

注：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。

2.2 举例

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main()
{
int *p = (int*)calloc(10, sizeof(int));
if(NULL != p)
{
//使用空间
}
free(p);
p = NULL;
return 0;
}

3.realloc

3.1 优点

1.realloc函数的出现让动态内存管理更加灵活。

2.有时会我们发现过去申请的空间太小了，有时候我们又会觉得申请的空间过大了，那为了合理的时候内存，我们一定会对内存的大小做灵活的调整。那 realloc 函数就可以做到对动态开辟内存小的调整。

3.2 函数原型

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。

3.3 调整内存空间的两种情况

情况1：原有空间之后有足够大的空间

当是情况1 的时候，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。

情况2：原有空间之后没有足够大的空间
当是情况2 的时候，原有空间之后没有足够多的空间时，扩展的方法是：在堆空间上另找一个合适大小的连续空间来使用。这样函数返回的是一个新的内存地址。

由于上述的两种情况，realloc函数的使用就要注意一些：

3.4 举例

#include <stdio.h>
int main()
{
	int*p = (int*)malloc(40);
	
	if (p == NULL)
	{
		perror("malloc");
		return 1;
	}
	//使用
	int i = 0;
	for (i = 0; i < 10; i++)
	{
		*(p + i) = i;//0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
	}

	//空间不够，希望能放20个元素，考虑扩容
	int*ptr = (int*)realloc(p, 80);
 if (ptr != NULL)
	{
		p = ptr;
	}

	//扩容成功了，开始使用

	//不再使用，就释放
	free(p);
	p = NULL;

	return 0;
}