C语言动态内存分配的详解及实例

2020-01-26 14:25:23

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供稿：网友

1. 动态内存分配的意义

(1)C 语言中的一切操作都是基于内存的。

(2)变量和数组都是内存的别名。

①内存分配由编译器在编译期间决定

②定义数组的时候必须指定数组长度

③数组长度是在编译期就必须确定的

(3)但是程序运行的过程中,可能需要使用一些额外的内存空间

2. malloc 和 free 函数

(1)malloc 和 free 用于执行动态内存分配的释放

(2)malloc 所分配的是一块连续的内存

(3)malloc 以字节为单位,并且返回值不带任何的类型信息:void* malloc(size_t size);

(4)free 用于将动态内存归还系统:void free(void* pointer);

(5)_msize(void* pointer)可以获取 malloc 出来的内存空间大小

3. 使用 malloc 和 free 需要注意的地方

(1)malloc 和 free 是库函数,而不是系统调用

(2)malloc 实际分配的内存可能有会比请求的多,但不能依赖于不同平台下的 malloc 行为。

(3)当请求的动态内存无法满足时,malloc 返回 NULL

(4)当 free 的参数为 NULL 时,函数直接返回

malloc(0)返回什么?

#include <stdio.h>#include <malloc.h>int main(){  int i=10;  int* p= NULL;  for(i=0;i<100;i++)  {    //注意，malloc(0)会返回一个有效的内存地址，大小为1    //但我们不能依赖编译器的这种行为来使用这个字节的空间！    p = (int*)malloc(i);    printf("%d ",_msize(p));//返回malloc出来的内存空间大小    free(p);  }  return 0;}

内存泄漏检测模块

mleak.h

#ifndef _MLEAK_H_#define _MLEAK_H_#include <stdio.h>#include <malloc.h>#define MALLOC(n) mallocEx(n, __FILE__, __LINE__)#define FREE(p) freeEx(p)void* mallocEx(size_t n, const char* file, const line);void freeEx(void* p);void PRINT_LEAK_INFO();#endif

mleak.c

复制代码

#include "mleak.h"#define SIZE 256//动态内存申请参数结构体typedef struct{  void* pointer;//申请到的内存地址  int size;   //内存块大小  const char* file; //文件名  int line;     //文件行号}MItem;static MItem g_record[SIZE]; //记录每个动态内存申请的操作void* mallocEx(size_t n, const char* file, const line){  int i = 0;  void* ret = malloc(n);//动态内存申请    if(ret != NULL)  {    //申请成功，则记录下来        //遍历全局数组，记录此次操作    for(i = 0; i< SIZE; i++)    {      //查找位置      if(g_record[i].pointer == NULL)      {        g_record[i].pointer = ret;        g_record[i].size = n;        g_record[i].file = file;        g_record[i].line = line;        break;      }    }  }    return ret;}void freeEx(void* p){  if(p != NULL)  {    int i = 0;    //遍历全局数组，释放内存空间，并清除操作记录    for(i = 0; i< SIZE; i++)    {      if(g_record[i].pointer == p)      {        g_record[i].pointer = NULL;        g_record[i].size = 0;        g_record[i].file = NULL;        g_record[i].line = 0;                free(p);        break;      }    }  }}void PRINT_LEAK_INFO(){  int i = 0;  printf("Potenital Memory Leak Info:/n");  //遍历全局数组，打印未释放的空间的申请记录  for(i = 0; i< SIZE; i++)  {    //查找位置    if(g_record[i].pointer != NULL)    {       printf("Address:%p, size:%d, Location:%s:%d/n",           g_record[i].pointer,           g_record[i].size,           g_record[i].file,           g_record[i].line);     }   }}

testc.

#include <stdio.h>#include "mleak.h"void f(){  //没释放，会造成内存泄漏！  MALLOC(100); }int main(){  int* p = (int*)MALLOC(3 * sizeof(int));  f();    p[0] = 1;  p[1] = 2;  p[2] = 3;  FREE(p);  PRINT_LEAK_INFO();    return 0;}/*输出结果：E:/Study>gcc test.c mleak.cE:/Study>a.exePotenital Memory Leak Info:Address:00602ED8, size:100, Location:38-1.c:7*/

4. calloc 和 realloc 函数

(1)malloc 的同胞兄弟:

void* calloc(size_t num, size_t size);

void* realloc(void* pointer,size_t new_size);

(2)calloc 参数表示要返回 num 个某种类型(如 sizeof(int))大小的内存空间。calloc 能以类型大小为单位申请内存并初始化为 0.

(3)realloc 用于修改一个原先己经分配的内存块大小。当第一个参数 pointer 为 NUL 时,等价于 malloc。

calloc 和 realloc 的使用

#include <stdio.h>#include <malloc.h>#define SIZE  5int main(){  int i = 0;  int* pI = (int*)malloc(SIZE * sizeof(int)); //malloc内存没有初始化  short* pS = (short*)calloc(SIZE, sizeof(short));//内存初始化为0  for (i = 0; i < SIZE;i++)  {    printf("pI[%d] = %d, pS[%d] = %d/n", i, pI[i], i, pS[i]);  }  printf("Before: pI = %p/n", pI); //重置内存大小之前的pI指针  pI = (int*)realloc(pI, 2 * SIZE * sizeof(int)); //内存未初始化的  printf("After: pI = %p/n", pI);  for (i = 0; i < 10;i++)  {    printf("pI[%d] = %d/n", i, pI[i]);   }  free(pI);  free(pS);  return 0;}

通过此文希望大家对C语言的动态内存分配了解掌握，谢谢大家对本站的支持！

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