为什么要有动态内存分配
我们已经掌握的内存开辟⽅式有: 如上图所示,有两种开辟空间的方法,一种是在 栈空间上开辟一个整型变量,一种是在 栈空间上开辟一个数组。 但是上述的开辟空间的⽅式有两个特点:- 空间开辟⼤⼩是固定的。
- 数组在声明的时候,必须指定数组的⻓度,数组空间⼀旦确定了⼤⼩不能调整。
malloc函数
C语⾔提供了⼀个动态内存开辟的函数: malloc函数的返回值是一个void*类型的指针,指向的是所开辟的空间的地址,参数是一个无符号整型,代表所要开辟空间的个数,单位是字节。 具体使用如下: 由于malloc函数的返回值是一个无类型的指针,因此需要进行强制类型转换。 具体的转换类型根据我们的操作由我们自己决定。下面的判断则是看malloc函数返回的指针是否为空指针,如果为空指针则会报错。当然,动态开辟的空间如果使用完了,还需要进行 释放,否则会造成 内存泄漏,释放动态开辟的空间的函数会在后面介绍。 malloc函数向内存申请⼀块连续可⽤的空间,并返回指向这块空间的指针。 malloc函数开辟的空间有如下特点:- 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。
- 在使用malloc函数前需要引用头文件stdlib.h。
free函数
C语⾔提供了另外⼀个函数free,专⻔是⽤来做动态内存的释放和回收的,函数原型如下: fee函数无返回值,参数是一个指针,指向的是动态开辟的空间的地址,如果该指针不是指向动态开辟的空间的地址,编译器会报错。 根据上面malloc函数开辟的空间,我们使用完后用free函数进行释放,具体使用如下:可以看到,free函数的使用很简单,只需要将指向动态开辟的空间的地址传递给free函数就行了,需要注意的是,在释放完空间后,我们需要将指针置为空指针,否则该指针会变成野指针。
输出结果:
free函数⽤来释放动态开辟的内存。free函数的特点:
- 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。
- 在使用free函数之前需要引用头文件stdlib.h。
calloc函数
C语⾔还提供了⼀个函数叫 calloc , calloc 函数也⽤来动态内存分配。原型如下: calloc函数与malloc函数都是用来动态开辟空间的,但是两者的参数有略微差别。calloc函数的返回值也为一个无类型的指针,calloc函数包含两个参数,第一个参数是 开辟空间的个数,第二个参数是 开辟空间的大小。 具体使用如下: 输出结果: 可以看到,用calloc函数开辟的空间会默认初始化为0,并且使用完之后也需要释放空间。 calloc函数的特点:- 函数的功能是为 num 个⼤⼩为 size 的元素开辟⼀块空间,并且把空间的每个字节初始化为0。
- 与函数 malloc 的区别只在于 calloc 会在返回地址之前把申请的空间的每个字节初始化为全 0。
- 在使用calloc函数之前需要引用头文件stdlib.h。
realloc函数
在使用malloc函数或者calloc函数之后,若是开辟的空间无法满足我们的需要,我们可以使用realloc函数进行修改,realloc函数的原型如下:
可以看到,在realloc的参数中,ptr 是要调整的内存地址,size 是调整之后新的⼤⼩,返回值为调整之后的内存起始位置。这个函数调整原内存空间⼤⼩的基础上,还会将原来内存中的数据移动到 新的空间。
realloc在调整内存空间的是存在两种情况:- 情况1:原有空间之后有⾜够⼤的空间。
- 情况2:原有空间之后没有⾜够⼤的空间。
- realloc函数的出现让动态内存管理更加灵活。
- 有时会我们发现过去申请的空间太⼩了,有时候我们⼜会觉得申请的空间过⼤了,那为了合理的时候内存,我们⼀定会对内存的⼤⼩做灵活的调整。那 realloc 函数就可以做到对动态开辟内存⼤⼩的调整。
- 在使用realloc函数前需要引用头文件stdlib.h。