C语言：动态内存管理（上）

news2024/11/15 8:08:42

前言

1、动态内存函数的介绍

1.1 malloc和free

1.2 calloc函数编辑

结语

前言

在我们之前对于c语言的学习中，我们知道，当我们要存放数据时，可以定义相应的变量取存放，但是在变量定义后，其大小是无法改变的，如果定义了一个int类型的变量c，那么对于c来说，他就会一直保持4字节的大小，不能存放8字节的数据。

那么我们今天学习的内容就是实现对内存的动态管理，内存会跟着内容发生改变，实现对内存的最大效率使用，这就是你动态内存管理。

对于动态内存管理的学习，我们主要掌握4个函数的用法：malloc；calloc；realloc；free。

1、动态内存函数的介绍

1.1 malloc和free

malloc介绍：

malloc是开辟内存块函数，传递的参数是要开辟的空间大小，返回的是指向所开辟空间的起始地址。

注意，在使用malloc时，是有可能申请失败的，如果申请的空间太大，计算机无法满足时，就会失败。

malloc函数使用，举个例子：

#include <stdio.h>
#include <errno.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>

int main()
{
	//动态内存开辟
	int* p = (int*)malloc(40);
	if (p == NULL)	//判断是否开辟成功，开辟失败就报错。
	{
		printf("%s\n", strerror(errno));
		return 1;
	}
	//使用
	int i = 0;
	for (i = 0;i < 10;i++)
	{
		*(p + i) = i;
	}
	for (i = 0;i < 10;i++)
	{
		printf("%d ", *(p + i));
	}

    //空间释放
    free(p);
	p = NULL;

	return 0;
}

效果：

我们分三部分讲解

第一部分：内存开辟

这一部分，用malloc申请空间，使用malloc时要包含头文件stdlib.h。申请好空间后，需要对其进行判断，判断是否开辟成功，如果失败，则p为空指针，后面的程序就不能运行，需要我们检测出并报错，这里就用到了strerror这个报错函数，他会将错误码翻译成错误内容，翻译后我们用printf进行打印就好了。

第二部分：内存使用

这个使用就和正常的指针使用是一样的。

第三部分：空间释放：

用free函数对p的空间进行释放，然后使p指针变为空指针。

注意，free函数只能针对malloc开辟的空间进行释放，所以如果我们对其他指针指向的内容用free释放时，会报错。

malloc和free函数就先将到这，下面我们来讲另一个函数：calloc

1.2 calloc函数

该函数参数有两个，第一个size_t num指要开辟元素的个数，size_t size是每个元素的大小。返回值为开辟空间的首地址指针。这个函数还有一个特点，就是在返回地址之前，会将开辟的空间初始化一遍（全0）。

程序案例：

#include <stdio.h>
#include <errno.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>

int main()
{
    //开辟
	int* p = (int*)calloc(10, sizeof(int));
	if (p == NULL)	//判断是否开辟成功，开辟失败就报错。
	{
		printf("%s\n", strerror(errno));
		return 1;
	}
	//打印
	int i = 0;
	for (i = 0;i < 10;i++)
	{
		printf("%d ", *(p + i));
	}
	//释放
	free(p);
	p = NULL;

	return 0;
}

效果：与malloc相似，分成三个部分，开辟，使用（打印）和释放。