C语言:动态内存(一篇拿捏动态内存!)

目录

学习目标: 

为什么存在动态内存分配 

动态内存函数:

1. malloc 和 free

2. calloc

3. realloc

常见的动态内存错误:

1. 对NULL指针的解引用操作

2. 对动态开辟空间的越界访问

3. 对非动态开辟内存使用free释放

4. 使用free释放一块动态开辟内存的一部分

5. 对同一块动态内存多次释放

6. 动态开辟内存忘记释放(内存泄漏)

程序的内存开辟:

柔性数组:

柔性数组的使用:

柔性数组的优势:

 以上就是个人学习见解和学习的解析,欢迎各位大佬在评论区探讨!

感谢大佬们的一键三连! 感谢大佬们的一键三连! 感谢大佬们的一键三连!


学习目标: 

为什么存在动态内存分配?
动态内存函数的介绍:
1、malloc;
2、free;
3、calloc;
4、realloc;
5、常见的动态内存错误;
6、内存开辟;
6、柔性数组。

为什么存在动态内存分配 

一般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. 数组在申明的时候,必须指定数组的长度,它所需要的内存在编译时分配
        由于对空间的需求,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存开辟了。

动态内存函数:

1.malloc和free

void*  malloc (size_t size);
  size:内存块的大小(以字节为单位)。是无符号整型。 size_t
1.1 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。
1.2 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 的返回值 一定要做检查。
1.3 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。
1.4 如果参数 size 0 malloc 的行为是标准是未定义的,取决于编译器。

 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,函数原型如下:

void  free (void* ptr);
 ptr:指向先前分配有的内存块的指针。
1.1 free 函数用来释放动态开辟的内存
1.2 如果参数 ptr 指向的空间不是动态开辟的,那 free 函数的行为是未定义的。
1.3 如果参数 ptr NULL 指针,则函数什么事都不做
1.4 malloc和free都声明在 stdlib.h 头文件中。
#include <stdio.h>int main()
{//静态代码int num = 0;scanf("%d", &num);int arr[num] = {0};//动态代码int* ptr = NULL;ptr = (int*)malloc(num*sizeof(int));//判断ptr指针是否为空if(NULL != ptr){int i = 0;for(i=0; i<num; i++){*(ptr+i) = 0;}}//释放ptr所指向的动态内存free(ptr);ptr = NULL;return 0;
}

2. calloc

void* calloc (size_t num, size_t size);
  num:要分配的元素数。
    size:每个元素的大小。
2.1 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。
2.2 与函数 malloc 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 初始化为全 0

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main()
{int *p = (int*)calloc(10, sizeof(int));if(NULL != p){//使用这块空间}free(p);p = NULL;return 0;
}

3.realloc

        有时会我们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,那为了合理的时候内存,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。
void*  realloc (void* ptr, size_t size);
        
        ptr:指向先前分配有的内存块的指针。或者这可以是一个 空指针,在这种情况下,将分配一个新块(就像被调用一样)。
        size:内存块的新大小(以字节为单位)。是无符号整型。 size_t
3.1 ptr 是要调整的内存地址。
3.2 size 调整之后新大小。
3.3 返回值为调整之后的内存起始位置。
3.4 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 的空间。
3.5 realloc 在调整内存空间的是存在两种情况:
        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
               原有空间之后没有足够多的空间时,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。

#include <stdio.h>
int main()
{int *ptr = (int*)malloc(100);if(ptr != NULL){//业务处理}else{exit(EXIT_FAILURE);    }//扩展容量//ptr = (int*)realloc(ptr, 1000);//这样可以吗?(如果申请失败会如何?)int*p = NULL;p = realloc(ptr, 1000);if(p != NULL){ptr = p;}free(ptr);return 0;
}

常见的动态内存错误:

1. 对NULL指针的解引用操作

void test()
{int *p = (int *)malloc(INT_MAX/4);*p = 20;//如果p的值是NULL,就会有问题free(p);
}

2. 对动态开辟空间的越界访问

void test()
{int i = 0;int *p = (int *)malloc(10*sizeof(int));if(NULL == p){exit(EXIT_FAILURE);}for(i=0; i<=10; i++){*(p+i) = i;//当i是10的时候越界访问}free(p);
}

3. 对非动态开辟内存使用free释放

void test()
{int a = 10;int *p = &a;free(p);//ok?
}

4. 使用free释放一块动态开辟内存的一部分

void test()
{int *p = (int *)malloc(100);p++;free(p);//p不再指向动态内存的起始位置
}

5. 对同一块动态内存多次释放

void test()
{int *p = (int *)malloc(100);free(p);free(p);//重复释放
}

6. 动态开辟内存忘记释放(内存泄漏)

void test()
{int *p = (int *)malloc(100);if(NULL != p){*p = 20;}
}
int main()
{test();return 0;
}

程序的内存开辟:

C/C++程序内存分配的几个区域:
1. 栈区(stack):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。 栈区主要存放运行函数而分配的 局部变量、函数参数、返回数据、返回地址等
2. 堆区(heap):一般由程序员分配释放, 若程序员不释放,程序结束时可能由OS回收 。分配方式类似于链表。
3. 数据段(静态区):(static)存放全局变量、静态数据。程序结束后由 系统释放
4. 代码段:存放函数体(类成员函数和全局函数)的二进制代码。

柔性数组:

typedef struct st_type
{
        int i ;
        int a []; // 柔性数组成员
} type_a ;
有些编译器会说上述定义错误,可改成:
typedef struct st_type
{
        int i ;
        int a [ 0 ]; // 柔性数组成员
} type_a ;
1.1 结构中的柔性数组成员前面必须至少一个其他成员。
1.2 sizeof 返回的这种结构大小不包括柔性数组的内存。
1.3 包含柔性数组成员的结构用 malloc () 函数进行内存的动态分配,并且分配的内存应该大于结构的大小,以适应柔性数组的预期大小。
typedef struct st_type
{
int i ;
int a [ 0 ]; // 柔性数组成员
} type_a ;
printf ( "%d\n" , sizeof ( type_a )); // 输出的是 4

柔性数组的使用:

int i = 0;
//这样柔性数组成员a,相当于获得了100个整型元素的连续空间。
type_a *p = (type_a*)malloc(sizeof(type_a)+100*sizeof(int));
//业务处理
p->i = 100;
for(i=0; i<100; i++)
{p->a[i] = i;
}
free(p);

柔性数组的优势:

第一个好处是: 方便内存释放
        如果我们的代码是在一个给别人用的函数中,你在里面做了二次内存分配,并把整个结构体返回给用户。用户调用free可以释放结构体,但是用户并不知道这个结构体内的成员也需要free,所以你不能指望用户来发现这个事。所以,如果我们把结构体的内存以及其成员要的内存一次性分配好了,并返回给用户一个结构体指针,用户做一次free就可以把所有的内存也给释放掉。
第二个好处是: 这样有利于访问速度.
        连续的内存有益于提高访问速度,也有益于减少内存碎片(开辟的空间中间的间隔内存没有被利用)。

 以上就是个人学习见解和学习的解析,欢迎各位大佬在评论区探讨!

感谢大佬们的一键三连! 感谢大佬们的一键三连! 感谢大佬们的一键三连!

                                              

本文来自互联网用户投稿,该文观点仅代表作者本人,不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如若转载,请注明出处:http://www.rhkb.cn/news/117956.html

如若内容造成侵权/违法违规/事实不符,请联系长河编程网进行投诉反馈email:809451989@qq.com,一经查实,立即删除!

相关文章

算法leetcode|74. 搜索二维矩阵(rust重拳出击)

文章目录 74. 搜索二维矩阵&#xff1a;样例 1&#xff1a;样例 2&#xff1a;提示&#xff1a; 分析&#xff1a;题解&#xff1a;rust&#xff1a;go&#xff1a;c&#xff1a;python&#xff1a;java&#xff1a; 74. 搜索二维矩阵&#xff1a; 给你一个满足下述两条属性的…

无涯教程-JavaScript - HYPGEOMDIST函数

HYPGEOMDIST函数替代Excel 2010中的HYPGEOM.DIST函数。 描述 该函数返回超几何分布。 HYPGEOMDIST返回给定样本数量,给定样本数量,总体成功率和总体数量的概率。 将HYPGEOMDIST用于具有有限总体的问题,其中每个观察输出都是成功或失败,并且给定大小的每个子集的选择可能性均…

Lnmp架构

关闭防火墙 安装依赖包 yum -y install pcre-devel zlib-devel gcc gcc-c make 创建运行用户、组 编译安装Nginx 让系统识别nginx的操作命令 添加Nginx系统服务 vim /lib/systemd/system/nginx.service 编译安装mysql 安装Mysql环境依赖包 创建运行用户 编译安装 cd /opt …

OJ练习第160题——LRU 缓存

LRU 缓存 力扣链接&#xff1a;146. LRU 缓存 题目描述 请你设计并实现一个满足 LRU (最近最少使用) 缓存 约束的数据结构。 实现 LRUCache 类&#xff1a; LRUCache(int capacity) 以 正整数 作为容量 capacity 初始化 LRU 缓存 int get(int key) 如果关键字 key 存在于缓…

Python Opencv实践 - 拉普拉斯(Laplacian)算子边缘检测

import cv2 as cv import numpy as np import matplotlib.pyplot as pltimg cv.imread("../SampleImages/pomeranian.png", cv.IMREAD_GRAYSCALE) print(img.shape)#拉普拉斯边缘检测 #cv.Laplacian(src, ddepth, dst, ksize, scale, delta, borderType) #src:原图 …

【ES】笔记-集合介绍与API

集合是一种不允许值重复的顺序数据结构。 通过集合我们可以进行并集、交集、差集等数学运算&#xff0c; 还会更深入的理解如何使用 ECMAScript 2015(ES2015)原生的 Set 类。 构建数据集合 集合是由一组无序且唯一(即不能重复)的项组成的。该数据结构使用了与有限集合相同的数…

【小吉送书—第一期】Kali Linux高级渗透测试

文章目录 &#x1f354;前言&#x1f6f8;读者对象&#x1f388;本书资源&#x1f384;彩蛋 &#x1f354;前言 对于企业网络安全建设工作的质量保障&#xff0c;业界普遍遵循PDCA&#xff08;计划&#xff08;Plan&#xff09;、实施&#xff08;Do&#xff09;、检查&#x…

论文阅读_扩散模型_LDM

英文名称: High-Resolution Image Synthesis with Latent Diffusion Models 中文名称: 使用潜空间扩散模型合成高分辨率图像 地址: https://ieeexplore.ieee.org/document/9878449/ 代码: https://github.com/CompVis/latent-diffusion 作者&#xff1a;Robin Rombach 日期: 20…

Particle Life粒子生命演化的MATLAB模拟

Particle Life粒子生命演化的MATLAB模拟 0 前言1 基本原理1.1 力影响-吸引排斥行为1.2 距离rmax影响 2 多种粒子相互作用2.1 双种粒子作用2.1 多种粒子作用 3 代码 惯例声明&#xff1a;本人没有相关的工程应用经验&#xff0c;只是纯粹对相关算法感兴趣才写此博客。所以如果有…

2023-09-02 LeetCode每日一题(最多可以摧毁的敌人城堡数目)

2023-09-02每日一题 一、题目编号 2511. 最多可以摧毁的敌人城堡数目二、题目链接 点击跳转到题目位置 三、题目描述 给你一个长度为 n &#xff0c;下标从 0 开始的整数数组 forts &#xff0c;表示一些城堡。forts[i] 可以是 -1 &#xff0c;0 或者 1 &#xff0c;其中&…

leetcode 189. 轮转数组

2023.9.3 k的取值范围为0~100000&#xff0c;此时需要考虑到两种情况&#xff0c;当k为0时&#xff0c;此时数组不需要轮转&#xff0c;因此直接return返回&#xff1b;当k大于等于数组nums的大小时&#xff0c;数组将会转为原来的数组&#xff0c;然后再接着轮转&#xff0c;此…

快速上手GIT命令,现学也能登堂入室

系列文章目录 手把手教你安装Git&#xff0c;萌新迈向专业的必备一步 GIT命令只会抄却不理解&#xff1f;看完原理才能事半功倍&#xff01; 快速上手GIT命令&#xff0c;现学也能登堂入室 系列文章目录一、GIT HELP1. 命令文档2. 简要说明 二、配置1. 配置列表2. 增删改查3. …

flutter自定义按钮-文本按钮

目录 前言 需求 实现 前言 最近闲着无聊学习了flutter的一下知识&#xff0c;发现flutter和安卓之间&#xff0c;页面开发的方式还是有较大的差异的&#xff0c;众所周知&#xff0c;android的页面开发都是写在xml文件中的&#xff0c;而flutter直接写在代码里&#xff08;da…

C#搭建WebSocket服务实现通讯

在学习使用websocket之前我们先了解一下websocket&#xff1a; WebSocket是一种在单个TCP连接上进行全双工通信的通信协议。与HTTP协议不同&#xff0c;它允许服务器主动向客户端发送数据&#xff0c;而不需要客户端明确地请求。这使得WebSocket非常适合需要实时或持续通信的应…

分页功能实现

大家好 , 我是苏麟 , 今天聊一聊分页功能 . Page分页构造器是mybatisplus包中的一个分页类 . Page分页 引入依赖 <dependency><groupId>com.baomidou</groupId><artifactId>mybatis-plus-boot-starter</artifactId><version>3.4.1</ver…

MySQL总复习

目录 登录 显示数据库 创建数据库 删除数据库 使用数据库 创建表 添加数据表数据 查询表 添加数据表多条数据 查询表中某数据 增insert 删delete 改update 查select ​ where like ​编辑 范围查找 order by 聚合函数 count max min sum avg g…

正则表达式练习

(function() {//#region 定义正则表达式// const reg /前端/g;// ------------test-------------// const res reg.test("学java,找黑马");// console.log(res)// ------------exec--------------// const res reg.exec("学好前端&#xff0c;找黑马"…

Flutter 状态管理引子

1、为了更好地了解状态管理&#xff0c;先看看什么是状态。 在类似Flutter这样的响应式编程框架中&#xff0c;我们可以认为U相关的开发就是对数据进行封装&#xff0c;将之转换为具体的U1布局或者组件。借用Flutter官网的一张图&#xff0c;可以把我们在第二部分做的所有开发…

高频面试题:如何分别用三种姿势实现三个线程交替打印0到100

最近面试遇到的一道题&#xff0c;需要三个线程交替打印0-100&#xff0c;当时对多线程并不是很熟悉因此没怎么写出来&#xff0c;网上搜了之后得到现 synchronized wait/notifyAll 实现思路&#xff1a;判断当前打印数字和线程数的取余&#xff0c;不等于当前线程则处于等待…

数据结构 day6

1->xmind 2->递归实现程序&#xff1a;输入一个数&#xff0c;输出该数的每一位