在讲这些库函数之前, 先讲一讲c语言内存分配几种方式:
1从静态存储区域分配
这种方式主要是系统用于自动分配给全局变量、static变量内存资源的. 它们在程序编译的时候就已经分配好,这块内存在程序的整个运行期间都存在.
2在栈上分配
这种方式主要是用于系统自动分配给函数内部的局部变量的,函数内局部变量的存储单元都可以在栈上创建,函数执行结束时这些存储单元自动被释放.栈内存分配运算内置于处理器的指令集中,效率很高,但是分配的内存容量有限.
3从堆上分配,亦称动态内存分配.
程序在运行的时候用malloc类或new申请任意多少的内存,程序员自己负责在何时用free或delete释放内存.动态内存的生存期由用户决定,使用非常灵活,但问题也最多.
C语言跟内存申请相关的函数主要有 alloca、calloc、malloc、realloc、free等.
1:alloca是向栈申请内存,由系统管理,因此无需释放.
2:malloc分配的内存是位于堆中的,并且没有初始化内存的内容,因此基本上malloc之后,需要调用函数memset来初始化这部分的内存空间.
3:calloc则将初始化这部分的内存,设置为0.
4:realloc则对malloc申请的内存进行大小的调整.
5:申请的内存最终需要通过函数free来释放.
当程序运行过程中malloc了,但是没有free的话,会造成内存泄漏.一部分的内存没有被使用,但是由于没有free,因此系统认为这部分内存还在使用,造成不断的向系统申请内存,使得系统可用内存不断减少.但是内存泄漏仅仅指程序在运行时,程序退出时,OS将回收所有的资源.因此,适当的重起一下程序,有时候还是有点作用.
alloca 一般不用, 其中malloc realloc calloc申明分别是:
void* malloc(unsigned size);
void* realloc(void* ptr, unsigned newsize);
void* calloc(size_t numElements, size_t sizeOfElement)
都在stdlib.h函数库内,它们的返回值都是请求系统分配的地址,如果请求失败就返回NULL.
函数malloc()
在内存的动态存储区中分配一块长度为size字节的连续区域,参数size为需要内存空间的长度,返回该区域的首地址.
函数calloc()
与malloc相似,参数sizeOfElement为申请地址的单位元素长度,numElements为元素个数,即在内存中申请numElementssizeOfElement字节大小的连续地址空间.
函数realloc()
给一个已经分配了地址的指针重新分配空间,参数ptr为原有的空间地址,newsize是重新申请的地址长度.
区别:
(1)函数malloc不能初始化所分配的内存空间,而函数calloc能.如果由malloc()函数分配的内存空间原来没有被使用过,则其中的每一位可能都是0;反之, 如果这部分内存曾经被分配过,则其中可能遗留有各种各样的数据.也就是说,使用malloc()函数的程序开始时(内存空间还没有被重新分配)能正常进行,但经过一段时间(内存空间还已经被重新分配)可能会出现问题.
(2)函数calloc() 会将所分配的内存空间中的每一位都初始化为零,也就是说,如果你是为字符类型或整数类型的元素分配内存,那么这些元素将保证会被初始化为0;如果你是为指针类型的元素分配内存,那么这些元素通常会被初始化为空指针;如果你为实型数据分配内存,则这些元素会被初始化为浮点型的零.
(3)函数malloc向系统申请分配指定size个字节的内存空间.返回类型是 void类型.void表示未确定类型的指针.C,C++规定,void 类型可以强制转换为任何其它类型的指针.
(4)realloc可以对给定的指针所指的空间进行扩大或者缩小,无论是扩张或是缩小,原有内存的中内容将保持不变.当然,对于缩小,则被缩小的那一部分的内容会丢失.realloc并不保证调整后的内存空间和原来的内存空间保持同一内存地址.相反,realloc返回的指针很可能指向一个新的地址.
(5)realloc是从堆上分配内存的.当扩大一块内存空间时,realloc()试图直接从堆上现存的数据后面的那些字节中获得附加的字节,如果能够满足,自然天下太平;如果数据后面的字节不够,问题就出来了,那么就使用堆上第一个有足够大小的自由块,现存的数据然后就被拷贝至新的位置,而老块则放回到堆上.这句话传递的一个重要的信息就是数据可能被移动
C++关键字new和delete用法
如下几行代码:
int *pi=new int;
int *pi=new int();
int *pi=new int(1024);
第一行这个new表达式在自由存储区中分配创建了一个整形对象,并返回一个指向该对象的地址来初始化指针pi。第二行同一行,只是对指针pi指向的地址的值进行了初始化为0。第三行初始化为1024。
当动态创建的对象用完后必须释放内存,避免造成内存泄漏,可以用delete来完成,new和delete是成对使用的,如下命令释放pi指向的int型对象所占用的内存空间:
delete pi;
此时pi尽管没有定义,但仍然存放了它所指向对象的地址,然而pi所指向的内存已经被释放,因此pi不再有效。建议一旦删除指针所指向的对象,立即将指针置为0,这样就清楚的表明指针不再指向任何对象。
p=NULL;
值得注意的是当执行下列表达式:
int pi=&i;
delete pi;
编译器一般不会报错,因为编译器通常不能断定一个指针指向什么类型的对象,所以尽管这个语句是错误的,但在大多数编译器上仍然能通过
memset: 将s所指向的某一块内存中的前n个字节的内容全部设置为ch指定的ASCII值, 第一个值为指定的内存地址,块的大小由第三个参数指定,这个函数通常为新申请的内存做初始化工作, 其返回值为指向s的指针。函数原型为:void *memset(void *s, int ch, size_t n);
memncmp: memcmp是比较内存区域buf1和buf2的前n个字节。该函数是按字节比较的。函数原型为:int memset(const void *dst, const void *src, size_t n);
memcpy: memcpy函数的功能是从源src所指的内存地址的起始位置开始拷贝size个字节到目标dst所指的内存地址的起始位置中。void* memcpy(void *dst, const void *src, size_t size)
memmove: memmove用于从src拷贝size个字符到dst,如果目标区域和源区域有重叠的话,memmove能够保证源串在被覆盖之前将重叠区域的字节拷贝到目标区域中。但复制后src内容会被更改。但是当目标区域与源区域没有重叠则和memcpy函数功能相同。void *my_memmove(void *dst, const void *src, size_t size)
C 库函数 void *memchr(const void *str, int c, size_t n) 在参数 str 所指向的字符串的前 n 个字节中搜索第一次出现字符 c(一个无符号字符)的位置。
bzero() 会将内存块(字符串)的前n个字节清零,其原型为:
void bzero(void *s, int n);其作用与memset类似
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