【C语言-54】动态内存管理，malloc,free,calloc,relloc,详解，经典题；

目录

动态内存管理：

常用内存开辟方式和优缺点：

动态内存函数介绍：

malloc和free：c语言提供的动态开辟函数

calloc:

realloc:

常见动态内存错误:

经典笔试题:

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动态内存管理：

常用内存开辟方式和优缺点：

1. 常见内存开辟：

2. int  val =20；//栈空间上开辟四个字节;
   
   char arr[20]={0};    //在栈空间上开辟20个字节的连续空间；

3. 上述方式特点：

• 空间开辟大小固定；
• 数组申明时，必须制定数组长度； 

1.  有时候需要的空间在程序运行的时候才能知道，那数组的时候只能动态开辟；
2. 结构体： 有空隙，内存对齐，不连续；

动态内存函数介绍：

malloc和free：c语言提供的动态开辟函数

• 函数向内存申请一块连续可用的空间，返回值是指向这块空间的指针；

void *malloc(size_t size);

1. 如果开辟成功，则返回一个指向开辟好空间的指针；返回开辟好的空间的首地址；
2. 如果开辟失败，则返回一个NULL指针；（malloc的返回值必须做检查）；
3. 返回值类型是void * ,所以mallo函数并不知道开辟空间的类型，具体由使用者决定；
4. 如果参数size 为0；size的单位是字节；malloc的行为标准未定义，取决于编译器；
5. 申请一个长度为10个元素的数组，40字节，40=10*sizeof（int）;

6. int * p =(int*)malloc(10*sizeof(int));
         for(int i=0;i<10;++i){
   
             p[i]=i;
   
   }
       free(p);          //如果不释放，他的生命周期是整个程序，相当于全局变量；
                         //free之后，p是野指针，指向无效位置；
       
   
                    //如果内存在动态申请，而没有及时释放，则会内存泄漏；
                     //内存后续无法申请成功；

    

• free函数，专门用来做动态内存的释放和回收；

void free(void * ptr);

• free用来释放动态内存的开辟；

1. 如果ptr指向的空间不是动态开辟的，那么free的行为就是未定义 ;
2. 如果ptr是NULL指针，则函数什么事都不做；
3. free之后为野指针，再访问为非法内存；

calloc:

• 用来进行动态分配，分配num个元素，每个元素size字节；

void * calloc(size_t num,size_t size）；

1. calloc为num个大小为size的元素开辟一块空间；并将将申请空间全部初始化为0，空间的每个字节初始化为0；
2. 与malloc的区别，calloc会在返回地址前吧申请的空间每个字节初始化为0；

int main（）{
    int *p =calloc(10,sizeof(int));

    if(NULL！=p){

         //使用空间
     }

    free(p);
    p=NULL;   //遇到野指针手动为空；
    free(p)'//空指针free没有副作用
   return 0;
}

realloc:

1. 让动态内存管理更加灵活；
2. realloc函数可以做到开辟内存空间的调整；
3. 函数原型：

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

1. ptr是需要调整的内存地址；
2. size是调整后的大小；
3. 返回值为调整之后内存其实地址；
4. 函数调整内存空间，会将原来内存中的数据移动到新的空间；

• 原有内存后无足够空间：原有内存后追加空间；原来空间数据不改变；
• 原有内存后无足够空间：在堆空间上寻找合适大小空间，返回值是新的内存地址；

常见动态内存错误:

• malloc有可能失败:
• 动态开辟空间的越界访问;
• 非动态开辟内存使用free释放;
• 使用free释放一块动态内存开辟的一部分;
• 对同一块动态内存多次释放;
• 动态开辟内存忘记释放;
•  
• 代码错误分析:

int main(){
     int a=10;
     free(&a);
return 0;
}

• free必须搭配malloc使用;

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

• 遇到free后的野指针手动为空指针,C语言标准规定,对一个空指针进行free,没有任何副作用;

 

#include
#include
void test() {
	int i = 0;
	int *p = (int *)malloc(10 * sizeof(int));//连续内存空间,申请10个整型变量
	if (NULL == p) {
		exit(EXIT_FAILURE);//exit:库函数表示   结束程序   EXIT_FAILURE:按照失败的方式退出

	}
	for (i = 0; i <= 10; i++) {
		*(p + i) = i;//当i是10的时候越界访问
	}
	free(p);
}
int main() {
	test();
	system("pause");
}

void  test(){
    int *p=(int)malloc(100);
    p++;
    free(p);//p不在指向动态内存起始地址位置,出错
 

• free释放的地址必须是malloc的起始地址;

经典笔试题:

1. 代码纠错:

•  

void Get(char *p) {

	*p = (char *)malloc(100);
}

void test(void) {
	char * str = NULL;
	Get(str);
	strcpy(str, "hello world");
	printf(str);
}

1.malloc没有free;
2.malloc后要进行判空;
3.形参是实参的拷贝,修改p不影响str,str 进行malloc后仍然是空指针;

修改后:

void Get(char *p) {
	*p = (char *)malloc(100);
	/*if (*p == NULL) {
		return;
	}*/
}

void test(void) {
	char * str = NULL;
	Get(&str);
	if (str == NULL) {
		return;
	}
	strcpy(str, "hello world");
	printf(str);
	free(str);
}
int main() {
	test();
	system("pause");
}

2.代码纠错:

• char *Get(void) {
  	char p[] = "hello world";
  	return p;
  }
  void test(void) {
  	char * str = NULL;
  	str = Get();
  	printf(str);
  	
  }
  
  

  修改后:

  char *Get(void) {
  	char* p = "hello world";
  	return p;
  }
  void test(void) {
  	char * str = NULL;
  	str = Get();
  	printf(str);
  	free(str);
  }
  /*1.char p[]就把 hello world 向数组中复制一份,p是一个局部变量,随着函数执行结束内存释放;
  2.char *p 也是一个局部变量,但是这里面只包含一个字符常量的地址;函数结把吧这个地址交给 str;
  
  3.字符串常量在内存中的声明周期是跟随整个程序,此时拿到地址仍能顺利找到字符串内容;
  
  
  */
  

  

 

星河滚烫,

你是人间理想;

人间烟火,山河远阔;

无一是你,

无一不是你;