好这篇文章我们就来看看动态内存的管理,这篇文章的知识就涉及到栈帧的的创建和数据结构方面的知识了,换句话说,也是在为后续的数据结构打基础了。所以这些内容至关重要。
好了,话不多说,开始。
为什么存在动态内存分配?
我们首先看一下我们已经掌握的内存开辟方式有:
int val = 20;//在栈空间上开辟四个字节
char arr[10] = {0};//在栈空间上开辟10个字节的连续空间
但是上述的开辟空间的方式有两个特点:
1. 空间开辟大小是固定的。
2. 数组在申明的时候,必须指定数组的长度,它所需要的内存在编译时分配。
但是对于空间的需求,不仅仅是上述的情况。有时候我们需要的空间大小在程序运行的时候才能知道,那数组的编译时开辟空间的方式就不能满足了。 这时候就只能试试动态内存开辟了。
这里我们回顾一下栈空间,这个在函数栈帧的方面大家应该见过。
什么意思呢,就是我们系统开辟内存的时候分为三个区域,一个是栈区一个是堆区,而我们的动态内存就是在堆区上开辟的,包括图里面的四个动态内存函数也都是在堆区上用的。
动态内存函数的介绍
malloc和free
malloc 和 free 是 C 语言中用于动态内存管理的两个重要函数。它们允许你在程序运行时分配和释放内存
首先来看malloc
malloc 是 "memory allocation" 的缩写,用于在堆上分配指定大小的内存块,并返回指向该内存块的指针。
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。
void* malloc(size_t size);
size_t size:要分配的内存大小(以字节为单位)
再来看free
free 用于释放之前通过 malloc、calloc 或 realloc 分配的内存。释放内存后,指向该内存的指针将变为无效指针,不应再使用。
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。
void free(void* ptr);
void* ptr:指向要释放的内存块的指针。
这里放一下具体使用的代码
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main() {
int *ptr;
int n = 5;
// 分配内存
ptr = (int*)malloc(n * sizeof(int));
if (ptr == NULL) {
printf("内存分配失败\n");
return 1;
}
// 使用分配的内存
for (int i = 0; i < n; i++) {
ptr[i] = i * 2;
}
// 打印结果
for (int i = 0; i < n; i++) {
printf("%d ", ptr[i]);
}
printf("\n");
// 释放内存
free(ptr);
// 释放后不应再使用 ptr
// ptr[0] = 10; // 这是未定义行为
return 0;
}
free(ptr);//释放ptr所指向的动态内存
ptr = NULL;//是否有必要?
这里要特别提一嘴,已经释放完空间的指针还需要去将指针设置为 NULL吗?
这不是强制性的要求,但是设置了会避免后续再次释放空间从而引发错误。
这种错误叫悬挂指针。防止悬挂指针:将指针设置为 NULL 可以防止悬挂指针(即指向已释放内存的指针)。如果在释放内存后不小心再次使用该指针,程序可能会崩溃或表现出未定义行为。将指针设置为 NULL 后,可以更容易地检测到这种错误。
这里给大家分割线总结一下,下一篇文章我们就要讲calloc和relloc都是malloc的改进版
感谢阅读,下一篇见!