动态内存开辟:malloc calloc realloc

本文介绍了C语言中的动态内存管理技术,包括malloc、calloc、realloc和free等函数的使用方法及注意事项,并探讨了柔性数组的概念及其应用场景。

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        运用已知类型定义一个变量时,该变量的所占用的内存大小已知,如果是数组,数组的长度也必须为常量,如:

int i=0;
char arr[10];

        这些变量的大小都是提前已知的,或者说是规定好的。它们在栈中开辟,所需要的内存在编译时分配好。如果在程序运行过程中才知道要开辟多大的内存,那这种方法就不使用了,这里,就需要动态内存开辟了。

        动态内存开辟,在程序运行过程中在堆区开辟内存,可以开辟自己所需要的内存大小,即可以开辟变长的内存。下面介绍几种可以进行动态内存开辟的函数:

1. malloc

void *malloc(size_t size);

该函数开辟size个字节的内存大小,返回这片内存的起始地址。

如果开辟成功,返回这片内存的起始地址。

若不成功,返回NULL。

所以,一定要对malloc的结果进行检查。

2. calloc

void* calloc(size_t num,size_t size);

该函数开辟num个空间,一个空间中有size个字节的内存大小,并且将开辟的这些空间全部初始化为0.

如果开辟成功,返回这片内存的起始地址。

若不成功,返回NULL。

所以,一定要对calloc的结果进行检查。

注意:calloc虽然比malloc功能强大,但效率没有malloc高

3. realloc

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

该函数用于对动态开辟的内存ptr大小调整为size,返回是调整之后的内存大小。并且会将原有内容移动到新的空间中。

该函数往大调整时有两种情况:

(1)原有内存后没有足够大的内存,则另外在堆区找一片连续的空间

(2)有足够大的空间,则直接在原有基础上追加。

所以,该函数的返回值可能是原有地址,或新地址,或NULL。

4. free

        动态申请的内存必须人为进行释放,这时就需要用到free函数。

void free(void *ptr)

        如果内存不是动态开辟的,free后会出错。

注意:上述四个函数都声明在头文件<stdlib.h>中

5. 常见的动态内存易错点

(1)动态内存申请后要判断是否申请成功

(2)free只能释放动态申请的内存

(3)动态申请的内存不能越界访问

(4)动态申请的内存要整体申请,整体释放

(5)动态申请一次,必须释放且只能释放一次,否则会造成内存泄漏

(6)free之后的指针不能再使用

6. 柔性数组

        如果需要在结构体中进行动态内存的申请,就需要用到柔性数组,它允许结构体最后一个元素为一未知大小的数组。例如:

struct str
{
    int i;
    int a[0];//柔性数组成员,此时a[0]只是一个名称,不占用内存
};

或者:

struct str
{
    int i;
    int a[];//柔性数组成员
};

柔性数组的特点:

(1)柔性数组前必须至少有一个其他成员

(2)sizeof(str)的大小不包括柔性数组的大小

(3)包含柔性数组的结构体必须用malloc等函数进行动态内存分配,且分配的大小要大于结构体的大小,多出来的部分即为柔性数组的大小

例如,对上述结构体:

struct str* p=malloc(sizeof(struct str)+100*sizeof(int));
//指针判空
p->i=100;
for(i=0;i<100;i++)
{
    p->a[i]=i;//可以用柔性数组名访问内存
}
free(p);
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