C语言编程之动态内存与柔性数组的了解

创建变量

1,局部变量–栈区

2,全局变量–静态区

创建数组

1,局部数组–栈区

2,全局数组–静态区

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介绍动态内存分配函数
malloc
free
calloc
realloc

所有的动态内存分配,都是在中进行分配

分别介绍动态内存函数

1,malloc

void* malloc(size_t size)

向内存堆中申请size个字节,并返回该空间的首地址。同时定义一个指针来接受函数返回的地址。

如:

int* p=(int*)malloc(10*sizeof(int));

开辟了40个字节的动态空间,进行了类型转换,就像开辟了10个int类型的空间。

如果开辟失败,就会返回一个空指针NULL。

所以,使用指针时要检查。否则会因空指针造成非法访问。

当动态空间不再使用时,就要将空间返回给内存,防止堆满了。

2,free

释放空间

void free(void* memblock(要释放的空间的首地址))

free只是释放掉堆中的空间,但定义的指针是在栈中,并不会被销毁,也就是说,指针储存的地址依然存在,所定义的指针仍然可以指向那个空间,但空间已经被销毁,不具备访问权限,会造成非法访问。

free(p);
p=NULL;

不仅释放空间,还要,将指针置为空指针,就无法访问了。

每次动态分配内存都要判断是否成功。

3,calloc

开辟一个数组空间,并将每个元素都置为0

void* calloc(size_t num,size_t size)

num代表是元素个数,size代表每个元素的字节数。calloc将在堆中开辟一个数组,并将每个元素都置为0.返回开辟空间的首地址。同时要考虑用一个对应指针来接受。

4,realloc

调整动态开辟空间的大小

void* realloc(void* memblock,size_t size);

举个例子

int* p=(int*)malloc(5*sizeof(int))
int* pp=(int*)realloc(p,10*sizeof(int))
if(p!=NULL&&pp!=NULL)
{
	p=pp;
}

这样使用后就会将p指向的空间调整为10个int空间的动态空间。

realloc使用细节

1,在堆区中,malloc开辟了一块空间,再使用realloc增加空间,诺可以满足直接在原空间直接增加空间,就会直接追加,并返回原来地址。

2,诺无法满足条件,后面无法追加足够的空间,就会在堆区重新创建一个满足追加后的大小的空间,并将原空间的字节一一复制到这个新空间,并自动free掉原空间,返回新建空间的首地址,如果realloc失败,就会返回NULL

就是说,如果realloc要的空间较大,可能会开辟一个新的空间,改变返回的地址,所以要定义新的指针来接受realloc的返回地址。

常见的动态内存开辟的错误

1,malloc开辟失败未判断

if(p==NULL)
{
	printf("%S",strerror(error));
}
else
{
	开辟成功
}

2,对动态开辟空间的越界访问

3,对非动态开辟空间的释放

int num[10];在栈区开辟的不能free
free(num);
num=NULL;

4,对同一块动态内存进行多次释放,所以要p=NULL,这样再次释放就没意义。

5,对动态空间未释放,会导致堆中满了,造成内存泄漏。

6,free了一部分动态空间,因为p的指向位置发生了改变,p不能改变。

举个例子
#include <stdio.h>
void num(char* p)
{
	p = (int*)malloc(100);
}
void test(void)
{
	char* str = NULL;
	num(str);
	strcpy(str, "abcdef");
	printf(str);
}
int main(void)
{
	test();
	return 0;
}

有形式参数,存放在栈区。

一旦函数结束,就会被销毁,无法使用。

p只是str的形参,利用p开辟空间,但不会影响str。所以str还是NULL,strcpy会造成非法访问。

但这叫,传值操作。可以通过传址操作,可以改变实参。可以使用

1,二级指针,传址调用,地址是不会销毁

2,使用return,在销毁之前,就返回了动态空间的地址。

free只会销毁堆中的空间,但地址都还在栈中,不会受影响。

柔性数组

可以人为设置数组大小的数组。

要在结构体中设置。

struct s
{
	int n;
	int arr[0];
};
sizeof(struct s)

当计算大小时,是不会计算柔性数组的大小。

除非,后面,使用malloc。

struct s* p = malloc(sizeof(struct s) + 4 * sizeof(int));

可以这样动态开辟一个空间。同时为数组开辟一个空间。

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可以p->arr[i]访问到数组。

柔性数组的特点

1,结构体中柔性数组成员前至少有一个其他类型的成员。

2,sizeof返回结构体大小不包括柔性数组的内存大小

还有指针类型的

struct s
{
	int n;
	int* arr;
};
int main(void)
{
	struct s* p = (struct s*)malloc(sizeof(struct s));
	p->arr =(int*) malloc(10 * sizeof(int));
}

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arr得到这个开辟的空间的首地址,同时还强转成了int*指针,这种也创建了一个数组。69FD6B6A-20CF-E734-4197-E11EA69D1926.png

同时还可以多次修改这个数组的大小。

每次释放内存时先

free(p->arr),要先找到这个数组空间,

再free(P)。

注意,当内存是连续的,可以提高访问效率,也有利于减少内存碎片,提高访问速度。

同时,多次malloc会增加内存碎片,降低空间使用效率。

目前就这些,谢谢观看。

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