文章目录
- ⚙️1.为什么存在动态内存分配
- ⚙️2.动态内存函数的介绍
- 📬2.1. malloc函数
- 📬2.2. free函数
- 📬2.3. calloc函数
- 📬2.4. realloc函数
- ⚙️3.常见的动态内存错误
- 🔒3.1.对NULL指针的解引用操作
- 🔒3.2.对动态开辟空间的越界访问
- 🔒3.3.对非动态开辟内存使用free释放
- 🔒3.4.使用free释放一块动态开辟内存的一部分
- 🔒3.5.对同一块动态内存多次释放
- 🔒3.6.动态开辟内存忘记释放（内存泄漏）
- ⚙️4.经典笔试题
- 💡4.1.题目（1）
- 💡4.2.题目（2）
- 💡4.3.题目（3）
- 💡4.4.题目（4）
⚙️1.为什么存在动态内存分配
🥰我们已经掌握的内存开辟方式有：
int val = 20; //在栈空间上开辟4个字节
char arr[10] = {0}; //在栈空间上开辟10个字节的连续空间
但是上述的开辟空间的方式有两个特点：
🔴 1.空间开辟大小是固定的
🔴 2.数组在声明的时候，必须指定数组的长度，它所需要的内存在编译时分配
但是对于空间的需求，不仅仅是上述的情况。有时候我们需要的空间大小在程序运行的时候才能知道，那数组的编译时开辟空间的方式就不能满足了。
这时候就只能试试动态开辟了👇
⚙️2.动态内存函数的介绍
📬2.1. malloc函数
C语言提供了一个动态内存开辟的函数：👇
void* malloc(size_t size);
这个函数向内存申请一块连续可用的空间，并返回指向这块空间的指针
🔴如果开辟成功，则返回一个指向开辟好空间的指针
🔴如果开辟失败，则返回一个NULL指针，因此 malloc函数的返回值一定要做检查
🔴返回值的类型是void* ,所以 malloc函数并不知道开辟空间的类型，具体在使用的时候使用者自己来决定
🔴如果参数 size为0，malloc的行为是标准是未定义的，取决于编译器
可以参考一下 cplusplus 中的资料👇
📬2.2. free函数
C语言提供了另外一个函数free，专门是用来做动态内存的释放和回收的，函数原型如下：👇
void free(void* ptr);
free函数用来释放动态开辟的内存
🔴如果参数ptr指向的空间不是动态开辟的，那么 free函数的行为是未定义的
🔴如果参数ptr是NULL指针，则 free函数什么事都不做
可以参考一下 cplusplus 中的资料👇
malloc函数与free函数相配合着使用：
🥰请看代码与注释👇
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<errno.h>
#include<string.h>
int main()
{
//申请
int* p = (int*)malloc(20);//字节
if (p == NULL)
{
printf("%s\n", strerror(errno));
return 1;
}
//使用
int i = 0;
for (i = 0; i < 5; i++)
{
*(p + i) = i + 1;
}
for (i = 0; i < 5; i++)
{
printf("%d ", *(p + i));
}
//释放
free(p);
p = NULL;
return 0;
}
🚩malloc和free函数都声明在<stdlib.h>头文件中
📬2.3. calloc函数
C语言还提供了一个函数calloc，calloc函数也用来动态内存分配，函数原型如下：👇
void* calloc(size_t num,size_t size)
🔴函数的功能是为num个大小为size的元素开辟一块空间，并且把空间的每个字节初始化为0
🔴与函数malloc的区别只在于calloc会在返回地址之前把申请的空间的每个字节初始化为0
可以参考一下 cplusplus 中的资料👇
🌰举个栗子👇
int main()
{
int* p = (int*)calloc(10, sizeof(int));
if (p == NULL)
{
printf("calloc()-->%s\n", strerror(errno));
return 1;
}
//使用
int i = 0;
for (i = 0; i < 10; i++)
{
printf("%d ", p[i]);
}
//释放
free(p);
p = NULL;
return 0;
}
🚩所以如果我们对申请的内存空间的内容要求初始化，那么可以很方便的使用calloc函数来完成任务
🚩calloc和malloc的对比：
🔴1.参数不一样
🔴2.都是在堆区上申请内存空间，但是malloc不初始化，calloc会初始化为0🔴如果要初始化，就使用calloc
🔴不需要初始化，就可以使用malloc
📬2.4. realloc函数
🔴realloc函数的出现让动态内存管理更加灵活
可以参考一下 cplusplus 中的资料👇
🔴有时我们会发现过去申请的空间太小了，有时候我们又会觉得申请的空间过大了，那为了合理的使用内存，我们一定会对内存的大小做灵活的调整。那 realloc函数就可以做到对动态开辟内存大小的调整
函数原型如下：👇
void* realloc(void* ptr,size_t size);
🔴ptr是要调整的内存地址
🔴size调整之后新大小
🔴返回值为调整之后的内存起始位置
🔴这个函数调整原内存空间大小的基础上，还会将原来内存中的数据移动到新的空间
🔴realloc在调整内存空间的时候存在两种情况：
🚩情况1：原有空间之后有足够大的空间：
要扩展内存就直接在原有内存之后直接追加空间，原来空间的数据不发生变化
🚩情况2：原有空间之后没有足够大的空间：
扩展的方法是：在堆空间上另找一个合适大小的连续空间来使用，这样函数返回的是一个新的内存地址
🥰请看代码与注释👇
int main()
{
int* p = (int*)malloc(20);
if (p == NULL)
{
printf("%s\n", strerror(errno));
return 1;
}
//使用
int i = 0;
for (i = 0; i < 5; i++)
{
p[i] = i + 1;
}
int* ptr = (int*)realloc(p, 40);
if (ptr != NULL)
{
p = ptr;
}
else
{
printf("realloc: %s\n", strerror(errno));
}
//使用
for (i = 5; i < 10; i++)
{
p[i] = i + 1;
}
for (i = 0; i < 10; i++)
{
printf("%d ", p[i]);
}
//释放
free(p);
p = NULL;
return 0;
}
⚙️3.常见的动态内存错误
🔒3.1.对NULL指针的解引用操作
🥰请看代码与注释👇
int main()
{
int* p = (int*)malloc(20);
//可能会出现对NULL指针的解引用操作
//所以malloc函数的返回值是要判断的
int i = 0;
for (i = 0; i < 5; i++)
{
p[i] = i;
}
free(p);
p = NULL;
return 0;
}
🔒3.2.对动态开辟空间的越界访问
🥰请看代码与注释👇
int main()
{
int* p = (int*)malloc(20);
if (p == NULL)
{
printf("%s\n", strerror(errno));
return 1;
}
int i = 0;
//越界访问
for (i = 0; i < 10; i++)
{
p[i] = i;
}
free(p);
p = NULL;
return 0;
}
🔒3.3.对非动态开辟内存使用free释放
🥰请看代码与注释👇
int main()
{
int arr[10] = { 1,2,3,4,5 };
int* p = arr;
//....
free(p);
p = NULL;
return 0;
}
🔒3.4.使用free释放一块动态开辟内存的一部分
🥰请看代码与注释👇
int main()
{
int* p = (int*)malloc(40);
if (p == NULL)
{
printf("%s\n", strerror(errno));
return 0;
}
int i = 0;
//[1] [2] [3] [4] [5] [ ] [ ] [ ] [ ] [ ]
for (i = 0; i < 5; i++)
{
*p++ = i + 1;
p++;//这里p不再指向动态内存的起始位置
}
//释放(p必须指向起始位置地址)
free(p);
p = NULL;
return 0;
}
🔒3.5.对同一块动态内存多次释放
🥰请看代码与注释👇
int main()
{
int* p = (int*)malloc(20);
if (p == NULL)
{
printf("%s\n", strerror(errno));
return 1;
}
//使用
//
free(p);
//释放
free(p);//(释放过一次就不能再进行释放了)
p = NULL;
return 0;
}
🔒3.6.动态开辟内存忘记释放（内存泄漏）
🥰请看代码与注释👇
void test()
{
int* p = (int*)malloc(100);
if (NULL != p)
{
*p = 20;
}
}
int main()
{
test();
while (1);
}
📍malloc、calloc、realloc所申请的空间，如果不想使用，需要free释放
📍如果不使用free释放:
📍程序结束之后，也会由操作系统回收
📍如果不使用free释放，程序也不结束 ---- 内存泄漏
📍自己申请的，尽量自己释放
📍自己不释放的，告诉别人释放
⚙️4.经典笔试题
💡4.1.题目（1）
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;
}
🔴1.调用GetMemory函数的时候，str的传参为值传递，p是str的临时拷贝，所以在GetMemory函数
内部将动态开辟空间的地址存放p中的时候，不会影响str，所以GetMemory函数返回之后，str中依然是
NULL指针。strcpy函数就会调用失败，原因是对NULL的解引用操作，程序会崩溃
🔴2.GetMemory函数内容malloc申请的空间没有机会释放，造成了内存泄漏。
💡4.2.题目（2）
char* GetMemory(void)
{
char p[] = "hello world";
return p;
}
void Test(void)
{
char* str = NULL;
str = GetMemory();
printf(str);
}
int main()
{
Test();
return 0;
}
🔴返回栈空间地址的问题
🔴GetMemory函数内部创建的数组是临时的，虽然返回了数组的起始地址给了str，但是数组的内存出了GetMemory函数就被回收了，而str依然保存了数组的起始地址，这时如果使用str，str就是野指针
💡4.3.题目（3）
void GetMemory(char** p, int num)
{
*p = (char*)malloc(num);
}
void Test(void)
{
char* str = NULL;
GetMemory(&str, 100);
strcpy(str, "hello");
printf(str);
}
int main()
{
Test();
return 0;
}
🔴没有free释放
💡4.4.题目（4）
void Test(void)
{
char* str = (char*)malloc(100);
strcpy(str, "hello");
free(str);
//str = NULL;
if (str != NULL)
{
strcpy(str, "world");
printf(str);
}
}
int main()
{
Test();
return 0;
}
🔴没有置空，非法访问
总结🥰
以上就是 动态内存管理【上篇】 的内容啦🥳🥳🥳🥳
本文章所在【C语言知识篇】专栏，感兴趣的烙铁可以订阅本专栏哦🥳🥳🥳
欲知后事如何，请听下篇分解喽😘😘😘
前途很远，也很暗，但是不要怕，不怕的人面前才有路。💕💕💕
小的会继续学习，继续努力带来更好的作品😊😊😊
创作写文不易，还多请各位大佬uu们多多支持哦🥰🥰🥰
