C语言 动态内存分配
C语言 动态内存分配
参考：
Sizeof与Strlen的区别与联系：http://blog.csdn.net/u012005313/article/details/46790921
C/C++ memset的作用以及memcpy和strcpy的区别：http://blog.csdn.net/u012005313/article/details/48005689
Linux C语言应用 - main函数解析，时间函数，C语言代码的分配机制(malloc，calloc，realloc，free)：http://blog.csdn.net/u012005313/article/details/50704866
关于如何在 C 语言中进行动态内存分配，之前也有过一些总结，不过并没有深入。在查找的过程中，发现很多知识忘记了，所以记录下这篇关于 C 语言中如何进行动态内存分配
主要内容：
sizeof和strlenfreememsetmalloc、calloc、realloc
sizeof 和 strlen
在分配内存之前，需要了解给指针分配多少个字节的内存块，使用函数 sizeof 和 strlen：
sizeof
百度百科：sizeof
sizeof 是 C/C++ 中的一个操作符，其作用是返回一个对象或类型所占的内存字节数
其返回值类型为 size_t，通常是 unsigned int
当参数为指针时，其返回值为存储该指针所占的空间大小（即存储该指针的地址的长度）
当参数为数组时，其返回值为分配的数组空间大小
程序如下：
#include
#include
#include
int main(int argc, char* argv[]) {
char arr[200] = "Hello World";
printf("sizeof(arr): %d\n", sizeof(arr));
printf("arr: %s\n", arr);
char *brr = "Hello World";
printf("sizeof(brr): %d\n", sizeof(brr));
printf("brr: %s\n", brr);
char *crr = NULL;
printf("sizeof(crr): %d\n", sizeof(crr));
printf("crr: %s\n", crr);
crr = (char*)malloc(sizeof(arr));
strcpy(crr, arr);
printf("sizeof(crr): %d\n", sizeof(crr));
printf("crr: %s\n", crr);
free(crr);
system("pause");
return 0;
}
结果：
strlen
百度百科：strlen
strlen 函数的功能是返回字符串的长度（遇到第一个结束符 \0 为止，但不包括 \0）
其返回值为 size_t，通常为 unsigned int
程序如下：
#include
#include
#include
int main(int argc, char* argv[]) {
char arr[200] = "Hello World";
printf("sizeof(arr): %d\n", sizeof(arr));
printf("strlen(arr): %d\n", strlen(arr));
printf("arr: %s\n", arr);
char *brr = "Hello World";
printf("sizeof(brr): %d\n", sizeof(brr));
printf("strlen(brr): %d\n", strlen(brr));
printf("brr: %s\n", brr);
char *crr = NULL;
printf("sizeof(crr): %d\n", sizeof(crr));
//printf("strlen(crr): %d\n", strlen(crr));
printf("crr: %s\n", crr);
crr = (char*)malloc(sizeof(arr));
strcpy(crr, arr);
printf("sizeof(crr): %d\n", sizeof(crr));
printf("strlen(crr): %d\n", strlen(crr));
printf("crr: %s\n", crr);
free(crr);
system("pause");
return 0;
}
结果：
利用 sizeof 和 strlen 进行指针的内存分配
在 C 语言中，字符串/字符数组以 \0 结尾；同时输出字符串/字符数组时并不会输出 \0
所以在动态申请内存时，需要注意申请到 \0 的内存空间
程序 1 功能：复制单个字符串
代码如下：
#include
#include
#include
int main(int argc, char* argv[]) {
char str[30] = "Hello World";
printf("str: %s\n", str);
char* ptr = NULL;
ptr = (char*)malloc(strlen(str) * sizeof(char) + 1);
strcpy(ptr, str);
printf("ptr: %s\n", ptr);
free(ptr);
system("pause");
return 0;
}
结果：
程序 2 功能：复制多个字符串
代码如下：
#include
#include
#include
int main(int argc, char* argv[]) {
char str[30] = "Hello World";
printf("str: %s\n", str);
char* ptr1 = "1234 asdf 5678";
printf("ptr1: %s\n", ptr1);
int len = strlen(str) + strlen(ptr1);
char* ptr2 = NULL;
ptr2 = (char*)malloc(len * sizeof(char) + 1);
sprintf(ptr2, "%s%s", str, ptr1);
printf("ptr2: %s\n", ptr2);
free(ptr2);
system("pause");
return 0;
}
结果：
note：在进行动态内存分配过程中，先计算出要分配的字符个数，再结合单个字符的长度，同时加上 \0 的长度（加上 1），进行动态内存分配
free
百度百科：free
cstdlib：free
函数：
void free (void* ptr);
功能：释放动态申请的内存块
指针在进行动态内存分配时，是从堆上获取，这意味着申请的内存并不会随着函数的结束而自动释放，会造成内存泄漏，所以需要手动释放内存空间
常用的动态内存分配函数有 malloc、calloc、realloc，所以使用上述三种函数获取的内存空间在使用结束后需要手动调用 free 进行释放
note1：free 完指针后最好手动将指针置为 NULL（如果指针为空，则调用多少次 free 都不会出现问题；但如果不为空，则连续操作两次就会导致程序异常）
memset
百度百科：memset
函数：
void *memset(void *s, int ch, size_t n);
- 参数
s为指向的内存首地址； - 参数
ch为要赋值所指定的值； - 参数
n为要操作的字节数
其返回值为指向 s 的指针
功能：对内存块进行统一赋值操作，通常用来为新申请的内存进行初始化工作，设为 0 即可，例如：
memset(s, 0, strlen(s) * sizeof(s))
note：如果申请的内存马上要被覆盖，没必要进行清零操作
malloc 、calloc、realloc
malloc
百度百科：malloc
函数：
extern void *malloc(unsigned int num_bytes);
功能：向系统申请分配 num_bytes 个字节的内存空间，该内存空间并未进行初始化
返回为 void* 类型，可通过类型转换得到需要类型的指针
代码如下：
#include
#include
#include
int main(int argc, char* argv[]) {
char* ptr = (char*)malloc(sizeof(char) * 30);
printf("ptr: %s\n", ptr);
memset(ptr, 0, sizeof(char) * 30);
printf("ptr: %s\n", ptr);
strcpy(ptr, "Hello World");
printf("ptr: %s\n", ptr);
free(ptr);
system("pause");
return 0;
}
结果：
calloc
百度百科：calloc
函数：
void *calloc(size_t n, size_t size)；
功能：申请 n 个长度为 size 字节的连续空间，并自动初始化该内存空间为 0
calloc 和 malloc 的函数功能相近，只是多了一步初始化清零的操作
代码如下：
#include
#include
#include
int main(int argc, char* argv[]) {
//char* ptr = (char*)malloc(sizeof(char) * 30);
char* ptr = (char*)calloc(30, sizeof(char));
printf("ptr: %s\n", ptr);
//memset(ptr, 0, sizeof(char) * 30);
//printf("ptr: %s\n", ptr);
strcpy(ptr, "Hello World");
printf("ptr: %s\n", ptr);
free(ptr);
system("pause");
return 0;
}
结果：
realloc
百度百科：realloc
cstdlib：realloc
函数：
extern void *realloc(void *mem_address, unsigned int newsize);
功能：
- 如果指针
mem_address所知内存空间后面还有足够空间，则扩大mem_address所指内存空间； - 如果没有足够空间，则新建足够大小空间，将原先数据拷贝到新创建的内存区域（新增加的内存空间没有初始化），并释放原先的内存空间；
- 如果
newsize小于原先的内存块大小，则有可能会导致数据丢失
函数运行成功则返回指向被分配内存的指针，否则返回空指针 NULL（返回 NULL时，指针 mem_address 所指内容依旧存在）
经典案例如下：
/* realloc example: rememb-o-matic */
#include /* printf, scanf, puts */
#include /* realloc, free, exit, NULL */
int main()
{
int input, n;
int count = 0;
int* numbers = NULL;
int* more_numbers = NULL;
do {
printf("Enter an integer value (0 to end): ");
scanf("%d", &input);
count++;
more_numbers = (int*)realloc(numbers, count * sizeof(int));
if (more_numbers != NULL) {
numbers = more_numbers;
numbers[count - 1] = input;
}
else {
free(numbers);
puts("Error (re)allocating memory");
exit(1);
}
} while (input != 0);
printf("Numbers entered: ");
for (n = 0; n 我写了一个例子：
#include
#include
#include
int main(int argc, char* argv[]) {
char str[200] = "Hello World";
char str2[200] = "adf 134 adeca adfadec";
char* ptr = NULL;
ptr = (char*)malloc(strlen(str) * sizeof(str) + 1);
strcpy(ptr, str);
printf("ptr: %s\n", ptr);
int len = strlen(str) + strlen(str2);
char* temp = NULL;
temp = (char*)realloc(ptr, len * sizeof(char) + 1);
if (temp) {
ptr = temp;
strcat(ptr, str2);
printf("ptr: %s\n", ptr);
}
free(ptr);
system("pause");
return 0;
}
结果：
note1：函数 realloc 中的参数指针和返回指针不要使用同一个，例如：
temp = (char*)realloc(temp, 100);
以防内存申请失败，函数返回空时，无法找到原先的内存地址