C语言中的内存分配

1、内存分配三种方式

静态存储区分配、动态内存分配、从栈上创建

<1>从静态存储区域分配.

内存在程序编译时就已分配好，这块内存在程序的整个运行期间都存在。

例如：全局变量、static变量.

<2>从堆上分配，亦称动态内存分配.

程序在运行的时候用malloc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。

优点：生存期由用户决定，使用非常灵活，缺点：问题也最多。

<3>在栈上创建

 在执行函数时，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。

优点：效率很高，缺点：分配的内存容量有限.

2、C语言跟内存申请相关的函数

主要有 alloca、calloc、malloc、free、realloc等.

<1>  alloca是向栈申请内存,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,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mallo，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。

3、三种函数的区别

三个函数都在stdlib.h函数库内，它们的申明分别是：

void* malloc(unsigned size);
void* realloc(void* ptr, unsigned newsize);  
void* calloc(size_t numElements, size_t sizeOfElement);

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。

(1)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.

(2)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numElements*sizeOfElement字节大小的连续地址空间.

(3)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.

   

 >>>注意

 (1)、函数malloc不能初始化所分配的内存空间,而函数calloc能.

•      A. 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。
• 使用malloc()函数的程序开始时能正常进行，但经过一段时间可能会出现问题。
•      B. 函数calloc() 会将所分配的内存空间中的每一位都初始化为零。

    (2)、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。void* 类型可以强制转换为任何其它类型的指针。

•     (3)、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。但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。
•     (4)、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。

 例1:  

#include   
#include   
 
int main(int argc, char* argv[])  
{  
   char *p,*q;  
   p = (char *)malloc(50);  
   q = p;  
   p = (char *)realloc(p,50);  
   printf("p=0x%x/n",p);  
   printf("q=0x%x/n",q);  
     
   return 0;  
}  
  输出结果:realloc后，内存地址不变  
           p=0x21a80  
           q=0x21a80 
 
例2:  

#include   
#include   
 
int main(int argc, char* argv[])  
{  
   char *p,*q;  
   p = (char *)malloc(50);  
   q = p;  
   p = (char *)realloc(p,100);  
   printf("p=0x%x/n",p);  
   printf("q=0x%x/n",q);  
     
   return 0;  
}  
  输出结果:realloc后，内存地址发生了变化  
           p=0x351d0  
           q=0x231a07