C语言动态开辟内存详解

2024-08-01 01:34:49

1.动态内存管理

我们已经掌握的内存开辟方法，用的最多的就是数组，但是首先我们知道数组实在栈上开辟空间的，要是我们开辟大量的空间怎么办呢？而且我不确定数据的大小万一造成内存资源浪费是不是也不划算呢？所以我认为一下两点就很充分的说明动态开辟内存存在的必要性。

1.一般方式（栈上开辟）只能自动开辟少量的空间，但是堆上可以开辟大量的空间。

2.对于不定长数据保存问题，动态开辟空间可以解决。

2.动态开辟内存函数的介绍

2.1 malloc和free函数

C语言提供了一个动态开辟内存的函数。

void* malloc (size_t size);

C语言还提供了一个函数free是对动态开辟内存释放和回收的。

void free (void* ptr);

这两个函数都声明在stdlib.h这个头文件中

那如何进行内存的开辟与释放呢？举个例子。

int main() {
	int* p = (int*)malloc(10 * sizeof(int));
	if (NULL == p) {
		return 1;
	}
	free(p);
}

1.malloc 等空间申请都是在堆上进行申请，最后必须由free来进行释放。堆上的空间是由程序员自己管理。

2.malloc是一个函数，表明了堆空间说在程序运行起来之后，再在系统上申请的，空间只申请不释放，会造成内存泄露问题！

3.那free是做了什么呢？他是把开辟的空间给清除了？还是把指针给清空了？

其实都不是，free做的是取消了指针和所对应内存的指向 “关系”。

在实际申请空间的时候，真实给你的空间是要大于你所需要的，但是你只能使用你要的大小，多出来的字节，用来维护刚刚说的那种关系，以及保存该次申请的元数据（属性数据）：用户申请的空间有多大，所以在free传参的时候只用传入你开辟空间的起始地址就好了，根据属性数据free函数就知道该释放多少空间。

4.那我不想释放那么多可以吗？我按照以下代码free。

free（p+4）;

是不行的！堆空间必须整体申请整体释放。

2.2 calloc函数

C语言还提供了一个函数calloc

void* calloc(size_t num, size_t size );

calloc跟malloc使用基本一样

只是有一点区别，malloc没做初始化，随机值，malloc效率更高一点。calloc做了初始化，效率更低一点。

2.3 relloc函数

C语言提供的这个函数让动态内存管理更加的灵活，有时候发现申请的空间太小了，有时候觉得申请的空间太大了，合理调整内存就有了relloc函数。

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

ptr是调整内存的地址，size是调整后的大小，返回值是调整之后内存的起始地址。

一般relloc在调整内存是存在两种情况

1.原有空间后面有足够大的空间

直接向后扩充就好了

2.原有空间后面没有足够大的空间

所以说ptr也就是堆空间的起始地址有可能是变化的！

最后在分享一个题

void GetMemory(char* p)
{
	p = (char*)malloc(100);
}
int main ()
{
    char* str = NULL;
	GetMemory(str);
	strcpy(str, "hello world");
	printf(str);
}

这个打印的是啥呢？

其实是有错误的 str传入函数发生临时拷贝问题此时p和str不是一个东西进行动态内存开辟让我们的p指向开辟的空间，调用函数开辟栈帧，调用完毕释放栈帧，p是一个临时变量于那个空间已经没有指向关系了，而str依旧是NULL

更改如下

void GetMemory(char** p)
{
	*p = (char*)malloc(100);
}
int main()
{
	char* str = NULL;
	GetMemory(&str);
	strcpy(str, "hello world");
	printf(str);
}

总结

本篇文章就到这里了，希望能够给你带来帮助，也希望您能够多多关注我们的更多内容!

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