C语言：动态内存管理（二）

news2024/11/25 2:38:07

前言

1.3 realloc编辑

3、常见动态内存管理错误

3.1 对空指针的解引用操作

3.2 对动态开辟的空间进行越界访问

3.3 对非动态开辟内存使用free释放

3.4 使用free释放一块动态内存开辟的一部分

3.5 对同一块空间的多次释放

3.6 动态内存开辟之后忘记释放

总结

前言

接上篇继续往下将。

1.3 realloc

realloc是调整内存空间的函数，就是用来调整内存空间的大小。参数有两个，第一个参数是指向要调整空间的起始位置；第二个参数是新的大小，希望把原来的空间调整到多大，这里就填多少（直接）。

下面看一个例子：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <errno.h>
#include <string.h>
int main()
{
	int* p = (int*)malloc(40);
	if (NULL == p)
	{
		printf("%s", strerror(errno));
		return 1;
	}
	//使用
	int i = 0;
	for (i = 0;i < 10;i++)
	{
		*(p + i) = i + 1;
	}
	for (i = 0;i < 10;i++)
	{
		printf("%d ", *(p + i));
	}
	//扩容
	int* pn = (int*)realloc(p, 80);
	if (pn != NULL)
	{
		p = pn;
	}
	//使用
	printf("\n");
	for (i = 0;i < 20;i++)
	{
		*(p + i) = i + 1;
	}
	for (i = 0;i < 20;i++)
	{
		printf("%d ", *(p + i));
	}
	return 0;
}

在这个例子里面，我们首先用malloc建立了一块大小为40字节的空间，赋值10个整型，观察输出；后又用realloc将原有空间扩大到80字节，最后对空间赋值了20个整型，观察输出。我们来看看运行结果：

可以看到，realloc成功将原有的40字节空间扩大到了80字节，以便我们存放20个整型数据。

在这里要注意的是，在扩容时（也就是使用realloc函数时），我们要对新产生的指针进行判断，因为有可能扩容空间太大导致开辟不成功，计算机会返回空指针。所以有了上面的两行代码：

	int* pn = (int*)realloc(p, 80);
	if (pn != NULL)
	{
		p = pn;
	}

这样能保证在扩容不成功的情况下，p指针还能保留原来40字节空间及其内容。

关于realloc的功能，除了能对内存进行扩容以外，还可以进行空间开辟，只需要在传递指针参数的时候传递一个空指针即可。如果这么做，那么它的功能就相当于malloc。

realloc就讲到这了。

3、常见动态内存管理错误

3.1 对空指针的解引用操作

以前一篇里面对malloc的使用代码为例：

#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;
}

我们在使用之前，先要对定义的p进行判断，看malloc是否成功开辟空间。如果申请空间太大了超过了计算机能承担的范围，就会开辟失败，那malloc返回的将会是一个空指针，p也就为空，那我们如果不加判断直接使用p的时候，就会对其进行接引用，这样做就很危险。

3.2 对动态开辟的空间进行越界访问

动态开辟的空间也是有大小的，假设我们用malloc开辟了一个40字节的空间，那么对于整型变量，最多存放10个，当我们去访问第11个整型的时候，就会造成越界访问。

动态内存虽然叫动态内存，但它是需要我们自己去操作才能实现动态的效果的，比如上面说的，如果要去存放第11个整型，我们只需要用到calloc对原来的内存进行加长，就可以了。

3.3 对非动态开辟内存使用free释放

对于free这个函数，它只能配合函数malloc、calloc、raelloc使用，对于一般的指针指向的内容，是不能用free释放的。原因在于，malloc、calloc、realloc函数创建的内存其实和一般的变量创建的内存的位置不一样，前者在堆区，后者在栈区，他们是有区别的。一旦用free去释放一个非动态开辟的内存时，就会报错。

例如：

int main()
{
	int a = 10;
	int* p = &a;

	free(p);
	p = NULL;
	return 0;
}

这样的程序一旦运行，就会报错。

3.4 使用free释放一块动态内存开辟的一部分

直接上例子：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <errno.h>
#include <string.h>
int man()
{
	int* p = (int*)malloc(40);
	if (NULL == p)
	{
		printf("%s", strerror(errno));
		return 1;
	}
	//使用
	int i = 0;
	for (i = 0;i < 10;i++)
	{
		*p = i;
		p++;
	}

	//释放
	free(p);
	p = NULL;

	return 0;
}

像这样的程序，当我们使用完p之后，p将会指向malloc开辟的空间的第十个元素的位置，这时候对p进行free是不行的，如果要用free，就要一次性将整个malloc开辟的空间进行释放，指针必须是指向这块空间的首元素的。