C语言跟内存分配方式

(1)C语言跟内存分配方式

<1>从静态存储区域分配.

   内存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.例如全局变量、static变量.

<2>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，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.

(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 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.

【注意 attention】

三个函数的申明分别是:

    void* malloc(unsigned size); // int* int_p_arr = (int*) malloc( 4*sizeof(int) );
    
    void* realloc(void* ptr, unsigned newsize);  
    
    void* calloc(size_t numElements, size_t sizeOfElement); // int* int_p_arr = (int*)calloc(4, sizeof(int));
    
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.

(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.
    
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.
   malloc之后可以使用 memset()来初始化内存
   extern void *memset(void *buffer, int c, int count)
          buffer：为指针或是数组,
          c：是赋给buffer的值,
          count：是buffer的长度().
   int* int_p_arr = (int*) malloc( 4*sizeof(int) );
   memset( int_p_arr, 0, 4*sizeof(int) )
   
(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)函数 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.