先上一個內存分配的思維導圖:便于聯想想象,理解:
首先我們介紹一下內存分配的方式:
1:在靜態存儲區域中進行分配
內存在程序編譯的時候就已經分配好,這塊內存在程序的整個運行期間都存在。例如全局變量,static變量2:在棧中進行分配
在執行函數時,函數內局部變量的存儲單元都可以在棧上創建,函數執行結束時,這些存儲但愿自動被釋放。效率很高,但是分配的內存容量比較有限3:在堆中進行分配
在堆上分配也稱為動態內存分配:程序在運行的時候用malloc等函數申請任意多少的內存,程序員自己負責在何時用free釋放內存。動態內存分配的生存期由我們自己決定,使用非常靈活,但是問題相對也比較多;注意://如果沒有釋放的話,很容易就會造成內存溢出,因為堆中的內存塊是全局的,因此不會因為函數的調用而結束動態內存分配中使用的函數: 1:malloc函數:需要用到的頭文件malloc.h void *malloc(size_t size) //————–>返回的是一個通用類型的指針,根據需要去進行強轉; 功能:允許從空閑內存池中分配連續內存但不初始化 參數:size參數實際就是一個所需字節數的整數 malloc(20); 返回:若分配成功則返回一個指向該內存塊的指針,在使用時可根據需要做強制類型轉換,否則返回NULL(空指針)//需要判空 free(p);//釋放內存空間,將內存釋放出來給系統; free函數與malloc函數是成對出現的; 申請malloc的時候盡量去給它進行一下初始化,防止后面出現一些不確定性的東西; malloc的生命周期:只要沒有調用free這個函數,進程沒有結束,那么此時,這個函數的生命周期就會一直存在在內存中;它是存放在堆空間中的,它不會因為你去函數調用的結束自動去釋放,堆當中的內存是全局的 如:int p = (int )malloc(n*sizeof(int)); //在空閑內存池中分配連續內存n*sizeof(int)個字節的堆內存空間
malloc的相關實例代碼如下:
#include<stdio.h>#include<malloc.h>void out(int *p,int n){ int i; for(i=0;i<n;i++) { 2:calloc函數:需要用到的頭文件stdlib.h void *colloc(size_t num_elements,size_t element_size); 功能:功能同malloc是一樣的,但是作初始化 參數:num_elements是所需的元素的數量,element_size是每個元素的字節數 返回:同malloc函數一樣 也是需要與free(p)進行對稱使用calloc相關代碼如下所示:
#include<stdio.h>#include<stdlib.h>int main(void){ printf("please input one number:"); int n; scanf("%d",&n); int *p = (int *)calloc(n,sizeof(int)); if(p!=NULL){ int i; for(i=0;i<n;i++) { printf("%d ",*(p+i)); } printf("/n"); free(p); }else{ printf("calloc error/n"); } return 0;}3: realloc函數:需要用到的頭文件(stdlib.h),動態擴大縮小申請的內存 void *realloc(void *ptr,size_t new_size); 功能:在指針ptr指向的內存基礎上擴大或者縮小內存 參數:ptr是指向先前通過malloc,calloc和realloc函數后分配的內存塊的指針,new_size是內存塊的新尺寸,可能大于或者小于原有內存尺寸;這個是追加到new_size的新的內存 realloc在C語言中也被稱為動態數組; realloc函數使用的注意點: 1:當擴展內存的時候,不會對添加進內存塊的字節進行初始化 2:若不能調整內存則返回NULL,但原有內存中的數據是不會發生改變的 3:若第一個參數為NULL那么功能 等同與malloc函數,若第二個參數為0,那么會釋放調用內存塊
realloc(NULL,10*size(int)) 等同malloc(10*sizeof(int));realloc(p,0); 等同于free4:當縮小或者擴大內存時,一般不會對其進行移動,若無法擴大內存塊,那么啃呢個會在別處分配新的內存快,然后把舊內存塊的數據復制到新塊 中,并將舊塊刪除釋放內存;
realloc相關的的代碼為:
#include<stdlib.h>#include<stdio.h>#include<malloc.h>void out(int *p ,int n){ int i; for(i = 0 ;i < n; i++){ printf("%d/n",*(p+i)); } }int main(void){ //申請4個字節的堆內存空間,未初始化 int * p = (int *)malloc(5*sizeof(int)); if(p == NULL) exit(1); *p = 1; *(p+1) =2; p[2] = 3; p[3] = 4; p[4] = 5; out(p,5); printf("===============/n"); //追加申請10個字節的內存空間,追加的空間也是未進行初始化的 p = (int *)realloc(p,10*sizeof(int)); if(p == NULL) exit(1); p[6] = 6; *(p+6) = 7; *(p+7) = 8; *(p+8) = 9; *(p+9) = 10; out(p,10); free(p); //free之后,將指針置為空 p = NULL; return 0;}4:free函數 free之后如果還有這塊內存地址的話,此時這塊內存歸還給了系統,(可能這塊內存還處于一個空閑狀態)但是還是可以對其進行操作。里面的值短暫的會保留。 free之后,申請內存的那個指針就會變成野指針(聲明了,但是沒有任何指向的指針),有時候會出現野指針錯誤; 所以盡量在操作之后:將指針置為NULL p=NULL; 注意:申請和釋放是成對的,所以程序是不能進行多次free的,否則會崩潰的
1:段錯誤 使用未分配成功的內存 避免方式:在使用內存之前檢查指針是否為NULL; 引用分配成功但尚未初始化的內存 避免方式:賦予初值,即便是賦予零值也不可省略 內存分配成功并且已經初始化,但操作越過了內存的邊界 避免:注意下表的使用不能超出邊界 忘記釋放內存,造成內存泄露 避免方式:申請內存的方式和釋放內存的方式需要成雙成對 釋放內存之后卻繼續去使用這一塊內存 避免方式:使用free內存之后,把指針置為NULL;
內存錯誤的注意點: 指針消亡了,并不表示它所指向的內存會被自動釋放,(在free之前,直接將指針設為NULL); 內存釋放了,并不代表指針會消亡或者成了NULL指針;(在free之后,指針并沒有進行NULL設置)
野指針: 野指針的形成是指針變量沒有被初始化,任何指針變量剛被創建的時候不會自動成為NULL指針,它的缺省值是最忌的,它會亂指一氣
指針變量在創建的同時應當被初始化,要么將指針設置為NULL,要么讓它指向合法內存
free內存塊之后,需要將指針設置為NULL,如果沒有設置為NULL,也會出現“野指針”,它是指向“垃圾”內存的指針;
多次free內存塊,是會導致程序崩潰的
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