C语言之动态内存分配与释放

一，堆内存

1,堆内存特点

堆内存可以存放任意类型的数据，但需要自己申请与释放。

2，堆大小

堆大小，想像中的无穷大，但实际使用中，受限于实际内存的大小和内存是否有连续性。

二，堆内存的申请与释放

1，malloc函数

• 函数声明：·void *malloc(size_t Size)

• 所在文件：stdlib.h

• 参数：size_t Size （Size表示要申请的字节数）

• 返回值：void * （成功则返回“指向申请空间的指针”，失败则返回NULL）

• 函数功能：申请Size个字节的堆内存并返回内存空间首地址

2，calloc函数

• 函数声明：void *calloc(size_t nmemb,size_t size)

• 所在文件：stdlib.h

• 参数：size_t nmemb size_t size（申请nmemb个大小为size的内存单元）

• 返回值：void * （成功则返回“指向申请空间的指针”，失败则返回NULL）

• 函数功能：申请具有若干个具有固定单元大小的堆内存空间，自动清零

3，realloc函数

• 函数声明：void *realloc（void *ptr,size_t size）

• 所在文件：stdlib.h

• 参数：void *ptr ,size_t size （ptr表示原有堆内存空间的指针，size表示扩容后的堆内存空间的大小，扩容后的指针可能会改变，若原堆内存空间“后”没有足够的连续堆内存空间提供扩容）

• 返回值：void * （对原堆内空间进行扩容）

• 功能：对原堆内空间进行扩容

4,free函数

• 函数声明：void free(void *p)

• 所在文件：stdlib.h

• 参数：void *p(指向堆内申请的合法空间)

• 返回值：void

• 功能：释放手动申请的堆内合法内存空间

示例：

#include
#include

int main()
{
  short *p=malloc(100);//以字节为单位
  if(NULL == p)
  {  
    printf("Malloc Error!\n");
    return -1;
  }
  free(p)；
int
}

realloc函数只能扩容而不能缩容。
realloc函数扩容之后返回的指针和指针可能不同，可能相同。因为，若在原堆内存空间之后有足够大的并且是连续的空间供扩容使用，则返回的指针与原指针相同；否则，就会另找一块足够大的连续空间开辟“扩容后大小”的 堆内存空间，将原堆内存空间里的值复制到新的内存空间并释放掉原堆内存空间。最后，返回新开辟的堆内存空间的首地址。

三，应用（动态数组）

#include
#include

int main()
{
  int Size,newSize;
  printf("Please input Array Size:\n");
  scanf("%d",&Size);
  int *pa=(int *)malloc(Size,sizeof(int));
  if(NULL == pa)
    return -1;
  for(int I=0;iprintf("Please input Array New Size:\n");
  scanf("%d",&newSize);
  pa=(int *)realloc(newSize,sizeof(int));
  if(NULL == pa)
    return -1;
  for(int i=Size;i1000;
  }

printf("Output Array!\n");
for(int I=0;iprintf("%d\n",pa[i]);
}
return 0;
}

四，错误案例

以下三个模型，是针对堆内存的使用特点而设计的：

• 自申请、自释放

• 返回判空

• 配对使用

1，申请返回判空

释放以后未置为NULL或继续使用

char *p=(char *)malloc(100);
if(NULL == p)
{
  return -1;
}
strcpy(p,"hello");
free(p);
//p指向的空间被释放，但p内保存的地址仍然存在，并且变成非法空间
p=NULL;
//将p置为空（NULL），防止p所指向的空间被使用
//若仅仅释放而不置空，则可能会出现下来的错误
if(NULL != p)
{
  strcpy(p,"hello");//会因为使用了非法内存而出错
}

2，服务器模型

未释放原有空间，而重新申请新空间，造成原有空间内存泄漏

while(1)
{
  char *p=(char *)malloc(1000);//在堆上申请空间
  if(NULL == p)
  {
    printf("Malloc Error!\n");
    return -1;
  }
  printf("XXXXXX\n");
  printf("oooooo\n");
  p=(char *)malloc(1000);
  //之前在堆上申请的空间尚未释放而又申请了一段新的空间，造成内存泄漏
  free(p);
}

3，谁申请谁释放模型（并非绝对）

如果没有协同的原则，则可能会造成重复释放

  void func(char *p)
  {
    strcpy(p,"America");
    printf("%s\n",p);
    free(p);//此处违反了谁申请谁释放的原则
  }
  int main()
  {
    char *p=(char *)malloc(100);
    if(NULL == p)
    {
      printf("Malloc Error!\n");
      return -1;
    }
    func(p);
    free(p);//main中申请的堆空间，在main函数中释放
    return 0;
  }