定制制作网站公司,西山区建设局网站,创建商城app,免费代理招商网在C语言中#xff0c;动态内存管理是通过一系列的标准库函数来实现的#xff0c;这些函数包括malloc, free, calloc 和 realloc。它们允许程序在运行时动态地分配和释放内存#xff0c;这是管理复杂数据结构#xff08;如链表、树等#xff09;时非常有用的功能。
为什么…在C语言中动态内存管理是通过一系列的标准库函数来实现的这些函数包括malloc, free, calloc 和 realloc。它们允许程序在运行时动态地分配和释放内存这是管理复杂数据结构如链表、树等时非常有用的功能。
为什么存在动态内存分配
一些常规的内存开辟方式有
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 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。 数组在申明的时候必须指定数组的长度它所需要的内存在编译时分配。 但是对于空间的需求不仅仅是上述的情况。有时候我们需要的空间大小在程序运行的时候才能知道 那数组的编译时开辟空间的方式就不能满足了。这时候就只能试试动态存开辟了。 malloc C 语言提供了一个动态内存开辟的函数 void* malloc (size_t size); malloc函数用于分配一块指定大小的内存区域。分配的内存是原始的即未初始化其中的值是未定义的。
这个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。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指针因此一定要检查malloc的返回值。 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。 free函数可以返回之前通过malloc等函数分配的内存。free(ptr)释放ptr指向的内存块。释放后ptr不再指向一块有效的内存。
void free (void* ptr);
free函数用来释放动态开辟的内存。
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。
示例
#include stdio.h
#include stdlib.hint main() {int *ptr (int*)malloc(sizeof(int)); // 分配一个整数大小的内存if(ptr NULL) {printf(Memory allocation failed\n);return 1;}*ptr 10; // 在分配的内存中存储值printf(Value at ptr: %d\n, *ptr);free(ptr); // 释放内存ptr NULL; return 0;
}这段代码使用malloc分配了足够存储一个整数的内存。然后检查malloc返回的指针确保内存分配成功。接着在分配的内存中存储一个值最后使用free释放内存防止内存泄漏。
calloc C语言还提供了一个函数叫calloc。calloc函数与 malloc类似但有两个不同点它接受两个参数用于指定元素的数量和每个元素的大小并且分配的内存区域会自动初始化为零。 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。 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 。 #include stdio.h
#include stdlib.h
int main()
{int *p (int*)calloc(10, sizeof(int));if(NULL ! p){//使用空间}free(p);p NULL;return 0;
} 所以如果对申请的内存空间要求初始化则可以很方便的使用calloc函数完成任务。
realloc
realloc函数用于重新调整之前分配的内存块的大小。这可以用于增大或减小内存块。它的出现让动态内存管理更加灵活。比如有时候觉得申请的空间过大或者过小这时候要对内存的大小做灵活的调整。realloc函数可以做到对动态开辟内存大小的调整。
void* realloc (void* ptr, size_t size);
ptr是要调整的内存地址size是调整之后的新大小。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。要扩展内存就直接原有内存之后直接追加空间原来空间的数据不发生变化。 情况2原有空间之后没有足够大的空间 。原有空间之后没有足够多的空间时扩展的方法是在堆空间上另找一个合适大小的连续空间来使用。这样函数返回的是一个新的内存地址。 示例
#include stdio.h
#include stdlib.hint main() {int *ptr (int*)malloc(2 * sizeof(int)); // 初始分配2个整数大小的内存if(ptr NULL) {printf(Memory allocation failed\n);return 1;}ptr[0] 1;ptr[1] 2;// 重新调整为4个整数大小的内存int *new_ptr (int*)realloc(ptr, 4 * sizeof(int));if(new_ptr NULL) {printf(Re-allocation failed\n);free(ptr);return 1;}new_ptr[2] 3;new_ptr[3] 4;for(int i 0; i 4; i) {printf(%d , new_ptr[i]); // 打印新分配的数组}free(new_ptr); // 释放内存return 0;
}首先通过malloc分配了一个有2个整数的数组。然后使用realloc增加这个数组的大小至4个整数。在新分配的内存中存储更多的值然后打印出新的内存块中的所有值。最后使用free释放内存。
需要注意的是每次调用malloc, calloc 和 realloc最终都需要调用free来释放内存以避免内存泄漏。