c语言：动态内存知识点（申请、释放、free崩溃的原因）

最新推荐文章于 2022-08-25 15:34:09 发布

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本文介绍了动态内存分配的基础概念，包括malloc、calloc、realloc和free等关键函数的使用方法及注意事项，探讨了内存泄漏的问题及其对程序的影响。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

动态内存

用户无法确定空间大小，或者空间太大，栈上无法分配时，会采用动态内存分配,存放于堆（heap）区，不能通过变量名或数组名引用，只能通过指针引用.

1、在Windows操作系统中，堆中最大连续内存大概1.3G。

2、最大问题：内存泄漏（软件开发设计考虑的主要方面，每次泄露少量，久而久之很多，导致程序运行速度减慢甚至导致系统崩溃。）

3、内存不足时返回空指针。

4、返回类型是void*类型，表示未确定类型的指针，void*可以强转为任何其他类型指针。

5、主要函数 malloc(), calloc(), realloc(), free().头文件：#include<stdlib.h>

malloc

用于申请一块连续的指定大小的内存块区域

函数原型：void *malloc (unsign int size)

参数：size

int *p = (int*)malloc(n*sizeof(int));   //int [p]

返回值：如果分配成功则返回指向被分配内存的指针(此存储区中的初始值不确定)，否则返回空指针NULL。当内存不再使用时，应使用free()函数将内存块释放。函数返回的指针一定要适当对齐，使其可以用于任何数据对象。

sizeof(int)尽量不使用具体数据类型数值

原因：自定义数据类型不容易得到数值

不同平台数值可能不同。（跨平台问题）

calloc

calloc用于将所有元素赋值初始值为0

函数原型：void *calloc(unsigned num,unsigned size)

参数：num（元素的数目），size（申请地址的单位元素长度）

int *p = (int*)calloc(100,sizeof(int));

malloc和calloc之间的主要区别:calloc在返回指向内存的指针之前把它初始化为0。

没有malloc常用

realloc

调整动态内存，主要用于扩大内存

函数原型： void*realloc(void *p,unsigned int size)

参数：p(要改变内存大小的指针名)，size(新的内存大小)

p = (int*)realloc(p,20*sizeof(int));

使用总结
1. realloc失败的时候，返回NULL
2. realloc失败的时候，原来的内存不改变，不会释放也不会移动

3. 如果是扩大内存，先进行判断，如果当前指针有足够的连续空间，不用重新申请内存，直接在后面附加;如果空间不够，按照新的内存大小重新在堆中申请内存，将原有数据拷贝到新内存区域，并且释放原有指针空间（注意：是自动释放，不需要使用free），同时返回新分配的内存区域首地址。

如果它用于缩小一个内存块，原空间不变，服务器不会对此作出改变。

4. 如果size为0，效果等同于free()。这里需要注意的是只对指针本身进行释放，例如对二维指针**a，对a调用realloc时只会释放一维，使用时谨防内存泄露。
5. 传递给realloc的指针必须是先前通过malloc(), calloc(), 或realloc()分配的
6.传递给realloc的指针可以为空，等同于malloc。

free

执行动态内存释放，防止内存泄漏内存

对于不再使用的动态分配的内存空间，可以通过内存释放free函数将其返还给堆供后续分配函数使用

函数原型:void free(void *p)

参数：p

free(p);

通过以上的存储方式结构图可以看出有头信息和尾信息，每一段中间有空白区域，所以free 不需要长度信息。

free崩溃的原因：

1、越界,漏写sizeof(),或者realloc()第二个参数错误。

int main()
{
	int *p1 = (int *)malloc(20);
	for(int i=0;i<20;i++)
	{
		p1[i] = 0;
	}
 
	free(p1);
	return 0;
}

2、指针移动，找不到头（修改了指针的值）

int main()
{
	int *p = (int *)malloc(10*sizeof(int));
	for(int i=0;i<10;i++)
	{
		*p = 0;
		p++;      //不free不崩溃
	}
	free(p);     //崩溃
	return 0;
}

3、重复释放内存

int main()
{
	int *p = (int *)malloc(10*sizeof(int));
	int *q = p;
	free(p);
	free(q);
 
	return 0;
}

4、释放不是动态创建的内存（非动态内存）

int main()
{
	int a = 10;
	free(&a);
 
	return 0;
}