3-2 C指针与动态内存

前言：

基于本人回顾与思考撰写，仅供学习参考......

1.0 为什么使用动态内存

typedef struct
{
    uint8_t paramType;
    uint8_t value[100];
    uint32_t size;
} CfgParam;

static CfgParam g_cfgParam;

g_cfgParam.paramType = 1;
g_cfgParam.value[0] = 0x9A;
g_cfgParam.value[1] = 0x99;
g_cfgParam.value[2] = 0x99;
g_cfgParam.value[3] = 0x3F;
g_cfgParam.size = 4;

 在这个例子中，结构体用来管理接收到的网络数据，比如温度校准系数、PM2.5阈值等等，实际数据保存在value数组里;

如果只有极少数场景，接收到的网络数据量很大，比如接近100字节;但是绝大部分场景，只有几个字节，此时使用大数组是不合理的，浪费内存空间

C语言提供了一种灵活的方案，在程序运行期间可以动态的申请和使用内存。

2.0 申请动态内存

申请动态内存

#include <stdlib.h>

void *malloc(unsigned int size)

malloc是动态内存分配函数，用于在堆上申请一块指定大小的连续内存区域，单位是字节，申请成功返回分配区域的起始地址，分配失败返回NULL(数值为0);

返回结果是void*，需要强制类型转换为自己需要的类型。

3.0 动态内存使用

uint8 t *p = (uint8 t *)malloc(4);

通过malloc申请4个字节的内存空间，使用uint8t*强制类型转换，表示可以使用uint8 t类型去解释和管理这段内存空间。

p[0] = 0x01;

p[1] = 0x02;

p[2] = 0x03;

p[3]= 0x04;

如果堆上可用的内存空间不足时，会申请失败，返回NULL，但是在编译阶段是发现不了这种问题的

申请失败处理

4.0 动态内存释放

uint8_t *p= (uint8 t *)malloc(4);
......

free(p);

开辟动态内存不释放会有什么后果，开辟动态内存不进行释放，会导致再次开启动态内存失败

int main(void)
{
    uint8_t *p = (uint8_t *)malloc(3000);
	if (p == NULL)
	{
		printf("malloc for p failed\n");
		return -1;
	}
	p[0] = 0x01;
	p[1] = 0x02;
	uint8_t *m = (uint8_t *)malloc(3000);
	if (m == NULL)
	{
		printf("malloc for m failed\n");
		return -1;
	}
    return 0;
}

开启不释放动态内存会导致动态内存开启失败

针对的是 p 本身：这里 p 是一个指针变量，它指向一块动态分配的内存。

将它保存的地址值设置为 0：在释放内存后，将指针 p 的值设置为 NULL（即 0），表示该指针不再指向任何有效的内存地址。

避免野指针：如果在释放内存后不将指针设置为 NULL，那么该指针仍然指向一个已经被释放的内存地址。这种情况下，如果后续代码尝试通过该指针访问内存，可能会导致未定义行为，甚至程序崩溃。这种指向无效内存地址的指针被称为“野指针”。

int main(void)
{
    uint8_t *p = (uint8_t *)malloc(3000);
	if (p == NULL)
	{
		printf("malloc for p failed\n");
		return -1;
	}
	p[0] = 0x01;
	p[1] = 0x02;
	// 释放动态内存
	free(p);
	// 将指针设置为NULL
	p = NULL;
	uint8_t *m = (uint8_t *)malloc(3000);
	if (m == NULL)
	{
		printf("malloc for m failed\n");
		return -1;
	}
    return 0;
}

野指针：表示指针变量保存的地址值是非法的

注：----------------------------------------------------------------------------|-------------------------------------------

定义指针变量时，如果不能马上赋值，初始化为NULL;             |

针对动态内存，free()后，需要将指针变量赋值为NULL;            |

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5.0 生命周期

申请的动态内存空间不会随着函数结束而被主动释放掉，所以在函数外部可以使用，同样使用完需要free()和设置为NULL。

后记：

......