非常重要的动态内存错误和柔性数组2

好了，我们继续来看，这篇文章过后我们会讲一下文件操作然后就进入初阶数据结构了。

test3

Void GetMemory2(char **p, int num) 
{ 
*p = (char *)malloc(num); 
} 
void Test(void) 
{ 
 char *str = NULL; 
GetMemory(&str, 100); 
strcpy(str, "hello"); 
printf(str); 
} 

这里很明显就能看到，这里引用的函数名是不匹配的。同时动态分配的内存没有被释放，导致内存泄漏。然后这里printf的打印是不标准的，有些编译器可能会让你通过，当然有些就已经报错了，程序不稳定，有安全风险。

test4

void Test(void) 
{ 
 char *str = (char *) malloc(100);
 strcpy(str, “hello”); 
 free(str); 
 if(str != NULL) 
 { 
 strcpy(str, “world”); 
printf(str); 
} 
} 

篡改动态内存区的内容，后果难以预料，非常危险。 
因为 free(str);之后，str 成为野指针， if(str != NULL)语句不起作用。

在 free(str) 之后，str 指向的内存已经被释放，但后续代码仍然尝试使用 str（如 strcpy 和 printf），这会导致未定义行为。这里还有一个逻辑错误的问题：在 free(str) 之后，str 的值不会被自动设置为 NULL，因此 if(str != NULL) 的判断是无效的。

这四道题来自《高质量c++编程指南》，感兴趣的可以去看一下。

经过这四道题都绕不开内存的管理和运用。那我们接下去就看一下程序的内存开辟是怎么样的

程序内存分配的几个区域：

1. 栈区（stack）：在执行函数时，函数内局部变量的存储单元都可以在栈上创建，函数执行结束时这些 存储单元自动被释放。栈内存分配运算内置于处理器的指令集中，效率很高，但是分配的内存容量有 限。 栈区主要存放运行函数而分配的局部变量、函数参数、返回数据、返回地址等。

2. 堆区（heap）：一般由程序员分配释放， 若程序员不释放，程序结束时可能由OS回收 。分配方式类似 于链表。

3. 数据段（静态区）（static）存放全局变量、静态数据。程序结束后由系统释放。

4. 代码段：存放函数体（类成员函数和全局函数）的二进制代码。

有了这幅图，我们就可以更好的理解在test2中讲的static关键字修饰局部变量延长生命周期的例子了。

实际上普通的局部变量是在栈区分配空间的，栈区的特点是在上面创建的变量出了作用域就销毁。
但是被static修饰的变量存放在数据段（静态区），数据段的特点是在上面创建的变量，直到程序结束才销毁
所以生命周期变长

柔性数组

也许你从来没有听说过柔性数组这个概念，但是它确实是存在的。C99 中，结构中的最
后一个元素允许是未知大小的数组，这就叫做『柔性数组』成员。

typedef struct st_type
{
 int i;
 int a[];//柔性数组成员
}type_a;

柔性数组的特点： 
1.结构中的柔性数组成员前面必须至少一个其他成员。
2.sizeof 返回的这种结构大小不包括柔性数组的内存。
3.包含柔性数组成员的结构用malloc ()函数进行内存的动态分配，并且分配的内存应该大于结构的大小，以适应柔性数组的预期大小。

我们再来看一下柔性数组的使用

//代码1
int i = 0;
type_a *p = (type_a*)malloc(sizeof(type_a)+100*sizeof(int));
//业务处理
p->i = 100;
for(i=0; i<100; i++)
{
 p->a[i] = i;
}
free(p);

这样柔性数组成员a，相当于获得了100个整型元素的连续空间。或者可以改为

//代码2
typedef struct st_type
{
 int i;
 int *p_a;
}type_a;
type_a *p = malloc(sizeof(type_a));
p->i = 100;
p->p_a = (int *)malloc(p->i*sizeof(int));
 
//业务处理
for(i=0; i<100; i++)
{
 p->p_a[i] = i;
}
 
//释放空间
free(p->p_a);
p->p_a = NULL;
free(p);
p = NULL;

上述 代码1 和 代码2 可以完成同样的功能，但是 方法1 的实现有两个好处： 第一个好处是：方便内存释放

如果我们的代码是在一个给别人用的函数中，你在里面做了二次内存分配，并把整个结构体返回给用户。用户调用free可以释放结构体，但是用户并不知道这个结构体内的成员也需要free，所以你不能指望用户来发现这个事。所以，如果我们把结构体的内存以及其成员要的内存一次性分配好了，并返回给用户一个结构体指针，用户做一次free就可以把所有的内存也给释放掉。

第二个好处是：这样有利于访问速度.

我们之前说过，开辟两端空间的中间部分的空间碎片，我们是不知道系统会不会去用的，也就是说一定程度上访问是不连贯的，连续的内存有益于提高访问速度，也有益于减少内存碎片。

好了柔性数组的知识就到这里为止了，感谢阅读，祝你我都能一直坚持下去，人生终有回甘。