C语言动态内存讲解+通讯录2.0

文章目录

前文
malloc和free
calloc
realloc
- 枚举常量的简单说明及使用
通讯录2.0
- - 动态开辟通讯录,满了就扩容
  - 保存数据和载入数据
- 通讯录2.0演示
- 推荐好用的软件

前文

本文主要介绍动态开辟的几个函数,以及改进之前的通讯录。

在这里插入图片描述

我们局部变量等是在栈区上开辟空间的,而我们动态开辟的空间在堆上面。

头文件: #include<stdlib.h>

函数介绍:
动态开辟空间的函数有以下四个,下面由我来一一介绍
malloc
calloc
realloc
free

malloc和free

malloc是开辟一块连续的空间

在这里插入图片描述

用法如下,需要注意的是,由于malloc是动态开辟内存的,所以我们需要判断是否开辟成功,如果是NULL就说明开辟失败了,malloc如果开辟失败了就会返回NULL;

free则是专门释放由动态开辟的空间的。

#include <stdlib.h>
int main()
{int* arr = (int*)malloc(INT_MAX);if (arr == NULL){perror("malloc arr");return 1;}int  i = 0;for (i = 0; i < 10; i++){arr[i] = i + 1;}for (i = 0; i < 10; i++){printf("%d ", arr[i]);}free(arr);arr = NULL;return 0;
}

在这里插入图片描述
下面我们通过调试来开一下free的过程

这里可以看到当我们malloc完后,arr就指向了一块有10个整型大小的连续空间

在这里插入图片描述
当我们free完之后发现虽然我们的空间已经被收回了,但是arr此时还是保留着那片空间的地址,此时arr就是野指针,不能继续使用,所以每当我们使用完动态开辟的空间free之后,我们都应该手动的把这块空间置为NULL；

在这里插入图片描述
接下来验证以下malloc开辟失败的情况。

我们把malloc的参数设置为INT_MAX,INT_MAX表示整型所能容纳的最大整数,在x86的环境上,此时就是INT_MAX就是我们所拥有的最大空间,但不可能把所有的内存都给arr，所以开辟失败,此时arr指向NULL。

calloc

calloc和malloc的区别就是calloc开辟的空间是初始化过了的。

在这里插入图片描述

同时calloc开辟的空间用完以后,也要free掉,同时置为NULL。

在这里插入图片描述

realloc

realloc是当空间大小不够的时候,可以在增加空间的大小,当然也可以减少空间

在这里插入图片描述
同时realloc开辟空间分两种情况如图:

#include <stdlib.h>int main()
{int* arr_malloc = (int*)malloc(40);if (arr_malloc == NULL){perror("malloc fail!");return 1;}int  i = 0;for (i = 0; i < 10; i++){arr_malloc[i] = i + 1;}int* ptr = (int*)realloc(arr_malloc, 80);if (ptr == NULL){perror("realloc fail!");return 1;}arr_malloc = ptr;for (i = 10; i < 20; i++){arr_malloc[i] = i + 1;}for (i = 0; i < 20; i++){printf("%d ", arr_malloc[i]);}free(arr_malloc);arr_malloc = NULL;return 0;
}

在这里插入图片描述
可以看到ptr直接拷贝了原空间的内容,此时后面的空间大小足够,所以直接在原空间后开辟。,用完不要忘记free和置NULL

此时来看一下如果后面空间不够是不是真的重新开辟了呢?

如图所示,当原空间后的空间不够的时候确实会重新开辟,并把原空间的内容拷贝过去。

到这里动态开辟的函数我们讲解就完毕了,前面我已经发过了文件的,接下来我们来对我们上次的通讯录进行改进。

枚举常量的简单说明及使用

枚举顾名思义就是一一列举的意思,
把可能的值列举出来

比如在生活中有星期一~星期天,可以一一列举

在这里插入图片描述
枚举和结构体的用法类似,不过枚举里面成员变量使用逗号隔开的。同时枚举里面如果你不规定的话,第一个默认为0,而且你枚举出来的值是可以直接使用的,不需要像结构体一样通过.或着->去访问成员。

通讯录2.0

通讯录1.0版本地址

1.0版本问题:
1.没办法对数据进行保存
2.空间大小固定了,不能修改

解决方案:
1.每次退出程序的时候把数据保存到文件中,初始化的时候导入数据到内存中
2.空间动态开辟,同时给一个容量,每次满了,就扩容。

同时这个的switch选项我们可以使用枚举美观一下
在这里插入图片描述

enum
{EXIT,//0ADD,DEL,SEARCH,MODIFY,SHOW,SORT//6
};

在这里插入图片描述

动态开辟通讯录,满了就扩容

在这里插入图片描述
此时我们应该把上面的data改成指针形式而不是数组,同时定义每次扩容扩充几个

//定义容量
#define INC_SZ 3
//通讯录
typedef struct Contact
{int count;//表示当前人数PeoInfor* data;int capacity;}Contact;

接下来就是改变初始化函数了。
原函数
在这里插入图片描述
改完之后

//初始化通讯录
void InitialPeoInfor(Contact* pc)
{assert(pc);pc->count = 0;pc->capacity = INC_SZ;//我这里把容量初始化为INC_SZ,写几个都可以看你自己pc->data = (PeoInfor*)malloc(pc->capacity * sizeof(PeoInfor));if (pc->data == NULL){perror("malloc fail!");return;}
}

接下来就是扩容的问题了,扩容我们写在添加联系人这个函数里面

//检查容量
void check_capacity(Contact* pc)
{//当我们通讯录的人数跟容量相同了,就说明满了,此时需要扩容if (pc->count == pc->capacity){PeoInfor* ptr = (PeoInfor*)realloc(pc->data, (pc->capacity + INC_SZ) * sizeof(PeoInfor));if (ptr == NULL){perror("realloc fail!");return;}pc->data = ptr;pc->capacity += INC_SZ;//扩容后把容量加上扩容的数量printf("扩容成功\n");}
}

此时运行可以发现当我们输完3个人再想输入的时候会提示扩容成功。
在这里插入图片描述

既然我们的通讯录是通过动态开辟来的,那么我们肯定要free掉,所以我们再写一个销毁数据的函数。

//销毁数据
void DesTory(Contact* pc)
{assert(pc);free(pc->data);pc->data = NULL;
}

在这里插入图片描述

保存数据和载入数据

保存数据是当我们程序退出的时候保存,这里我们写一个SaveData()函数来实现保存数据

这里的数据我们以二进制的形式写入,这样就可以对数据进行一定的保护。
既然二进制的形式写入,我们来复习以下fwrite和fread这两个函数吧。
在这里插入图片描述

//保存数据
void SaveData(Contact* pc)
{assert(pc);//                           wb表示以二进制形式写入FILE* pf = fopen("data.txt", "wb");if (pf == NULL){perror("fopen fail!");return;}int i = 0;for (i = 0; i < pc->count; i++){fwrite(pc->data + i, sizeof(PeoInfor), 1, pf);}printf("保存成功\n");
}

同时载入数据的时候我们要对容量进行检查
在这里插入图片描述

//载入数据
void LoadPeoInfor(Contact* pc)
{FILE* pf = fopen("data.txt", "rb");if (pf == NULL){perror("Read data fopen");return;}PeoInfor tmp = { 0 };while (fread(&tmp, sizeof(PeoInfor), 1, pf) == 1)//每次读一个{check_capacity(pc);pc->data[pc->count] = tmp;pc->count++;}
}//初始化通讯录
void InitialPeoInfor(Contact* pc)
{assert(pc);pc->count = 0;pc->capacity = INC_SZ;pc->data = (PeoInfor*)malloc(pc->capacity * sizeof(PeoInfor));if (pc->data == NULL){perror("malloc fail!");return;}LoadPeoInfor(pc);
}