动态内存管理
C/C++内存开辟区域
C/C++程序内存分配的几个区域：
为什么存在动态内存分配？
我们平常创建的变量和数组都是在栈上创建的，但是他们开辟的空间有2个特点：
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存开辟了。
动态内存函数的介绍（在头文件stdlib.h中）
malloc
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。
free
专门是用来做动态内存的释放和回收的，函数原型如下：
free函数用来释放动态开辟的内存。
代码演示：
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main()
{
int* p = (int*)malloc(40);
if (p == NULL) //这里的判断是很有必要的
{
return;
}
for (int i = 0; i < 10; i++)
{
p[i] = 0 + i;
}
free(p);
p = NULL; //防止出现野指针
return 0;
}
calloc
calloc 函数也用来动态内存分配。
calloc在开辟空间的时候会将每个字节都初始化为0，而malloc只是申请空间并不会初始化。我们来举个例子：
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main()
{
int* pa = (int*)malloc(40);
if (pa == NULL)
{
perror("malloc");
return;
}
int i = 0;
for (i = 0; i < 10; i++)
{
printf("%d\n", pa[i]);
}
free(pa);
pa = NULL;
int* pb = (int*)calloc(10, 4);
if (pb == NULL)
{
perror("malloc");
return;
}
for (i = 0; i < 10; i++)
{
printf("%d ", pb[i]);
}
free(pb);
pb = NULL;
return 0;
}
我们来看一下运行结果：
可以看到malloc开辟空间是不初始化的，而calloc开辟空间是初始化位为0的。
realloc
函数原型：
针对上面的两种情况我们在使用realloc是就要注意一点了，不能直接将realloc扩增的起始地址付给原本的空间，万一开辟失败原本的空间就变得无法控制，导致内存泄漏。例如：
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main()
{
//开辟空间
int* pa = (int*)malloc(40);
//判断有效性
if (pa == NULL)
{
perror("malloc");
return;
}
//使用
for (int i = 0; i < 10; i++)
{
pa[i] = i;
}
//扩容
int* ptr = (int*)realloc(pa, 60);
//判断是否开辟成功
if (ptr == NULL)
{
perror("realloc");
free(pa);
pa = NULL;
return;
}
//成功将起始地址给pa
pa = ptr;
//使用
for (int i = 0; i < 15; i++)
{
printf("%d ", pa[i]);
}
//使用完后释放空间
free(pa);
pa == NULL;
return 0;
}
总而言之，我们在开辟内存后一定要判断有效性，否则会出现对空指针的解引用，导致程序崩溃。
常见的动态内存的错误
对NULL解引用操作
例如：
void test()
{
int* p = (int*)malloc(INT_MAX / 4);
*p = 20;
free(p);
}
如果p是NULL就会出现问题。
对动态开辟的空间进行越界访问
例如：
void test()
{
int* pa = (int*)malloc(40);
//判断有效性
if (pa == NULL)
{
perror("malloc");
return;
}
//使用
for (int i = 0; i <= 10; i++)
{
pa[i] = i;
}
}
这里当 i = 10 时就会出现问题。
对非动态开辟的空间进行free释放
例如：
int main()
{
int a = 0;
int* pa = &a;
free(pa);
return 0;
}
这种写法也是错误的，free释放的是动态开辟来的空间。
使用free释放动态开辟内存的一部分
例如：
void test()
{
int* p = (int*)malloc(40);
p++;
free(p);
}
此时p已经不再指向起始位置了。
对同一块动态内存进行多次释放
例如：
void test()
{
int* p = (int*)malloc(40);
free(p);
free(p);
}
这里也是非常严重的错误。
动态开辟的内存忘记释放
例如：
void test()
{
int* p = (int*)malloc(100);
if (NULL != p)
{
*p = 20;
}
}
int main()
{
test();
while (1);
}
今天的分享就到这里，感谢大家的关注和支持。
