本文为数据结构打下基础

备注:数据结构需要掌握指针,结构体和动态内存管理

目录

6.常见的动态内存的错误

1.对空指针解引用

2.对动态空间的越界访问

3.对非动态内存空间进行free释放

4.使用free只释放开辟的内存空间的一部分

5.对同一块动态内存多次释放

6.动态开辟的内存忘记释放

7.动态开辟的内存无法释放

代码改进

7.动态内存练习题

1.VS下,求下列代码的执行结果

 答案速查

分析

改进后

方案1

方案2

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承接70.【C语言】动态内存管理(重点)(3)文章

6.常见的动态内存的错误

1.对空指针解引用

之前在68.【C语言】动态内存管理(重点)(1)说过

如果真的解引用了, 可能会引发程序崩溃,内存损坏或数据丢失

因此在使用malloc,calloc,recalloc开辟内存空间时,要先判断返回的指针是否为空指针,再做其他操作

2.对动态空间的越界访问

#include <stdlib.h>
int main()
{
	int* p = (int*)malloc(4);
	*(p + 1) = 2;
	*(p + 2) = 3;
	return 0;
}

打开VS的内存窗口,输入p

显然脱离了动态分配的空间,入侵了其他数据处,可能会引发程序崩溃,内存损坏或数据丢失

3.对非动态内存空间进行free释放

#include <stdlib.h>
int main()
{
	int a[5] = { 0 };
	int* p = a;
	free(p);
	p = NULL;
	return 0;
}

导致错误:

 

4.使用free只释放开辟的内存空间的一部分

#include <stdlib.h>
int main()
{
	int* p = (int*)malloc(20);
	if (p == NULL)
	{
		perror("malloc");
		return 1;//错误返回
	}

	for (int i = 0; i < 5; i++)
		*(p + i) = i;
	p++;
	free(p);
	p = NULL;
	return 0;
}

 导致错误:

起始的指针不能移动!(上方代码的p++;是禁止使用的,不能改变p的值)

5.对同一块动态内存多次释放

#include <stdlib.h>
int main()
{
	int* p = (int*)malloc(20);
	if (p == NULL)
	{
		perror("malloc");
		return 1;//错误返回
	}
	free(p);
	free(p);
	p = NULL;
	return 0;
}

 导致错误:

如果非要多次释放,在第一次释放后使p置NULL,再free(p);

    free(p);
    p = NULL;
    free(p);

 free(NULL);时,free函数什么也不做(free函数具体参见69.【C语言】动态内存管理(重点)(2))

6.动态开辟的内存忘记释放

忘记释放导致该内存不能再使用,可能会造成内存泄漏,程序性能下降,系统资源耗尽,程序崩溃问题

7.动态开辟的内存无法释放

#include <stdlib.h>
void function()
{
	int* p = (int*)malloc(20);
	if (p == NULL)
	{
		perror("malloc");
		return 1;//错误返回
	}
	//使用
	//......
}

int main()
{
	function();
	free(p);
	return 0;
}

function函数内的p是局部变量,函数执行结束时,局部变量被销毁(找不到动态内存的地址),交换给操作系统,如果此时在main函数里free(p);编译无法通过,无法释放空间

(具体介绍局部变量的特性见4.【C语言】初识常量与变量)

同样的,无法释放导致该内存不能再使用,可能会造成内存泄漏,程序性能下降,系统资源耗尽,程序崩溃问题

代码改进

在function函数中返回p

#include <stdlib.h>
int* function()
{
	int* p = (int*)malloc(20);
	if (p == NULL)
	{
		perror("malloc");
		return 1;//错误返回
	}
	//使用
	//......
	return p;
}

int main()
{
	//r_p是return_pointer的缩写
	int* r_p=function();
	free(r_p);
	r_p = NULL;
	return 0;
}

因此

1.在函数中开辟的动态内存空间一定要返回动态内存空间的起始地址,用于main的free函数释放;

2.malloc和free成对使用;calloc和free成对使用(如果是在自定义函数中,则一定要在其返回前使用free)

7.动态内存练习题

1.VS下,求下列代码的执行结果

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
void GetMemory(char* p)
{
	p = (char*)malloc(100);
}

void Test(void)
{
	char* str = NULL;
	GetMemory(str);
	strcpy(str, "hello world");
	printf(str);
}

int main()
{
	Test();
	return 0;
}

 答案速查

程序崩溃

分析

运行到strcpy处发生错误

注意到0x00000000,这实际上是空指针,说明str还是空指针,进一步推导得出:GetMemory并没有改变str的内容,该函数调用结束,p被销毁,即传值调用

(有关传值调用和传址调用的介绍见29.【C语言】函数系列中 自定义函数)

因此:strcpy(str, "hello world");等价为strcpy(NULL, "hello world");

在51.【C语言】字符函数和字符串函数(strcpy函数)文中提到过,strcpy函数的参数不接受空指针,因此这里会报错

而且printf(str);实际上是对空指针解引用,这是本文介绍的6.常见的动态内存的错误的第1点错误

除此之外,该代码有两处明显不规范的地方:

1.malloc函数的返回值没有判断是否为空指针

2.有malloc但没有free,容易发生内存泄漏

改进后

方案1

使用传址(GetMemory(&str);)调用,p为二级指针(接收str指针的指针)

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
void GetMemory(char** p)
{
	*p = (char*)malloc(100);
}

int Test(void)
{
	char* str = NULL;
	GetMemory(&str);
	if (str == NULL)
	{
		perror("malloc");
		return 1;//错误返回
	}
	strcpy(str, "hello world");
	printf(str);

	free(str);
	str = NULL;

	return 0;
}

int main()
{
	Test();
	return 0;
}

方案2

p为一级指针,此时GetMemory无需参数

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
char* GetMemory()
{
	char* p = (char*)malloc(100);
	return p;
}

int Test(void)
{
	char* str = NULL;
	str = GetMemory();
	if (str == NULL)
	{
		perror("malloc");
		return 1;
	}
	strcpy(str, "hello world");
	printf(str);
	free(str);
	str = NULL;
	return 0;
}

int main()
{
	Test();
	return 0;
}