内容索引
- 为什么存在动态内存分配
- 动态内存函数的介绍
- malloc
- free
- calloc
- realloc
- 常见的动态内存错误
- 几个经典的笔试题
- 柔性数组
为什么存在动态内存分配
我们已经掌握的内存开辟方式有：int val = 20;//在栈空间上开辟四个字节
char arr[10] = {0};//在栈空间上开辟10个字节的连续空间动态内存函数的介绍
malloc和free
void* malloc (size_t size);- 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。
C语言提供了另外一个函数free，专门是用来做动态内存的释放和回收的，函数原型如下：
void free (void* ptr);- 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。（不需free）
- 如果参数 ptr 是NULL指针，则函数什么事都不做。
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include <stdio.h>
#include <errno.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
int main()
{
//申请
int* p = (int*)malloc(20000);
if (p == NULL)
{
printf("%s\n", strerror(errno));
return 1;
}
//使用
int i = 0;
for (i = 0;i < 5;i++)
{
p[i] = i + 1;
}
for (i = 0;i < 5;i++)
{
printf("%d ", p[i]);
}
/*for (i = 0;i < 5;i++)
{
*(p + i) = i + 1;
}
for (i = 0;i < 5;i++)
{
printf("%d ", *(p + i));
}*/
//释放
free(p);//不会把p置为空，要手动置为空
p = NULL;//避免野指针
return 0;
}calloc
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：
void* calloc (size_t num, size_t size);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。
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include <stdio.h>
#include <errno.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
int main()
{
int* p = (int*)calloc(10, sizeof(int));
if (p == NULL)
{
printf("calloc()-->%s\n", strerror(errno));
return 1;
}
//使用
int i = 0;
for (i = 0;i < 10;i++)
{
printf("%d ", p[i]);
}
//释放
free(p);
p = NULL;
return 0;
}malloc和calloc的对比
1.参数不一样
2.都是在堆区上申请内存空间，但是malloc不初始化，calloc会初始化为0
如果要初始化，就使用calloc
不需要初始化，就可以使用malloc
realloc
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。 函数原型如下：void* realloc (void* ptr, size_t size);- ptr 是要调整的内存地址
- size 调整之后新大小
- 返回值为调整之后的内存起始位置
- realloc 在调整内存空间的是存在两种情况：
2. 情况2：原有空间之后没有足够大的空间
扩展的方法是：@1.realloc会找更大的空间
@2.将原来的数据拷贝到新的空间
@3.释放旧的空间
@4.返回新空间的地址
3.失败 返回空指针
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include <stdio.h>
#include <errno.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
int main()
{
int* p = (int*)malloc(20);
if (p == NULL)
{
printf("%s\n", strerror(errno));
return 1;
}
//使用
int i = 0;
for (i = 0;i < 5;i++)
{
p[i] = i + 1;
}
int* ptr = (int*)realloc(p, 40);
if (ptr != NULL)
{
p = ptr;
}
else
{
printf("realloc:%s\n", strerror(errno));
return 1;
}
//使用
for (i = 0;i < 10;i++)
{
p[i] = i + 1;
}
for (i = 0;i < 10;i++)
{
printf("%d ", p[i]);
}
//释放
free(p);
p = NULL;
return 0;
}常见的动态内存错误
对NULL指针的解引用操作
int main()
{
int* p = (int*)malloc(20);
//可能会出现对NULL指针的解引用操作
//所以malloc函数的返回值要判断的
int i = 0;
for (i = 0;i < 5;i++)
{
p[i] = i;
}
free(p);
p = NULL;
return 0;
}对动态开辟空间的越界访问
int main()
{
int* p = (int*)malloc(20);
if (p == NULL)
{
printf("%s\n", strerror(errno));
return 1;
}
//可能会出现对NULL指针的解引用操作
//所以malloc函数的返回值要判断的
int i = 0;
//越界访问
for (i = 0;i < 10;i++)
{
p[i] = i+1;
}
free(p);
p = NULL;
return 0;
}对非动态开辟内存使用free释放
int main()
{
int arr[10] = { 1,2,3,4,5 };
int* p = arr;
//...
free(p);
p = NULL;
return 0;
}使用free释放一块动态开辟内存的一部分
int main()
{
int* p = (int*)malloc(20);
if (p == NULL)
{
printf("%s\n", strerror(errno));
return 1;
}
int i = 0;
//[1] [2] [3] [4] [5] [] [] [] [] []
for (i = 0;i < 5;i++)
{
*p = i + 1;
p++;
}
//释放
free(p);
p = NULL;
return 0;
}对同一块动态内存多次释放
int main()
{
int* p = (int*)malloc(20);
if (p == NULL)
{
return 1;
}
//使用
//
free(p);
//释放
free(p);
p = NULL;
return 0;
}动态开辟内存忘记释放（内存泄漏）
补充：
malloc calloc realloc
所申请的空间，如果不想使用，需要free 释放
如果不使用free 释放
程序结束之后，也会由操作系统回收
如果不使用free 释放，程序也不结束
内存泄露
void test()
{
int* p = (int*)malloc(20);
//使用
//存放 1 2 3 4 5
}
int main()
{
test();
//
return 0;
}如何避免？
- 自己申请的，尽量自己释放
- 自己释放的，告诉别人释放
几个经典的笔试题
题目一
void GetMemory(char *p)
{
p = (char *)malloc(100);
}
void Test(void)
{
char *str = NULL;
GetMemory(str);
strcpy(str, "hello world");
printf(str);
}1.调用GetMemory函数的时候，str的传参为值传递，p是str的临时拷贝，所以在GetMemory函数内部将动态开辟空间的地址存放在p中的时候，不会影响str，所以GetMemory函数返回之后，str中依然是NULL指针。strcpy函数就会调用失败，原因是对NULL的解引用操作，程序会崩溃。
2.GetMemory函数内容malloc申请的空间没有机会释放，造成了内存泄露。
修改1：
char* GetMemory()
{
char *p = (char*)malloc(100);
return p;
}
void Test(void)
{
char* str = NULL;
str = GetMemory(str);
strcpy(str, "hello world");
printf(str);
free(str);
str = NULL;
}
int main()
{
Test();
return 0;
}修改2：
void GetMemory(char** p)
{
*p = (char*)malloc(100);
}
void Test(void)
{
char* str = NULL;
GetMemory(&str);
strcpy(str, "hello world");
printf(str);
free(str);
str = NULL;
}
int main()
{
Test();
return 0;
}int main()
{
//char* p = "hehe\n";
//printf("hehe\n");
//printf("%s\n","hehe");
return 0;
}题目二
char *GetMemory(void)
{
char p[] = "hello world";
return p;
}
void Test(void)
{
char *str = NULL;
str = GetMemory();
printf(str);
}
int main()
{
Test();
return 0;
}
返回栈空间地址的问题
GetMemory函数内部创建的数组是临时的，虽然返回了数组的起始地址给了str，但是数组的内存出了GetMemory函数就被回收了，而str依然保存了数组的起始地址，这时如果使用str，str是野指针
同理的代码：
