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动态内存管理----malloc、free、calloc、realloc;常见的动态内存错误

老牛走世界 2022-04-15 阅读 34
c语言

目录

一、malloc、free

二、calloc

三、realloc

 四、常见错误:

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)



所需要的头文件:include<stdlib.h>

一、malloc、free

函数:void* malloc (size_t size);

介绍: 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。

函数:void free (void* ptr);

介绍: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free函数的行为是未定义的。
        如果参数 ptr 是NULL指针,则函数什么事都不做

举例:

(1)对于如下代码,我们所能输入数组元素的个数是不能在运行后定义的,只能输入固定数量的元素到数组中去。

int main()
{
	int num = 0,i=0;
	scanf("%d", &num);
    for(i=0;i<num;i++)
    {
        scanf("%d",&arr[i]);
    }
    return 0;
}

(2) 如果我们来开辟空间,就可以自己控制输入数组元素的个数。

int main()
{
	int num = 0,i=0;
	printf("请输入开辟多少的空间:\n");
	scanf("%d", &num);
	int* ptr = NULL;
	ptr = (int*)malloc(num * sizeof(int));//开辟num个int大小的空间给ptr
	if (NULL != ptr)//判断ptr指针是否为空
	{
		i = 0;
		for (i = 0; i < num; i++)
		{
			*(ptr + i) = i;//这里也可以改为从键盘输入
            //scanf("%d", (ptr + i));
		}
	}
	for (i = 0; i < num; i++)
		printf("%d ", ptr[i]);
	free(ptr);//释放ptr所指向的动态内存,有必要
	ptr = NULL;//有必要返回NULL,不然会变为野指针
	return 0;
}

 

二、calloc

函数:void* calloc (size_t num, size_t size);

介绍: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全0

举例:请看如下代码运行结果,可以看出,开辟后的空间会被初始化位为0.

int main()
{
	int num;
	scanf("%d", &num);
	int* p = (int*)calloc(num, sizeof(int));//开辟num个int大小的空间,并初始化为零
	if (NULL != p)
	{
		int i = 0;
		for (i = 0; i < num; i++)
		{
			printf("%d ", p[i]);
		}
	}
	free(p);
	p = NULL;
	return 0;
}

 所以如何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。

三、realloc

 realloc函数的出现让动态内存管理更加灵活。
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。
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
        这个函数在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在调整内存空间的是存在两种情况:

情况1:原有空间之后有足够大的空间
        当是情况1 的时候,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
        当是情况2 的时候,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。
举例:

int main()
{
	int* ptr = (int*)malloc(40);//相当于开辟了10个int空间
	int i = 0;
	if (ptr != NULL)
	{//使用空间
		for (i = 0; i < 10; i++)
		{
			*(ptr + i) = i;
		}
	}

	//扩展容量
	int* p = NULL;
	//防止开辟空间是失败,返回NULL,使原来的数据没了
	p = (int *)realloc(ptr, 80);//再开辟10个int大小的空间
	if (p != NULL)
	{//开辟成功,就还给ptr
		ptr = p;
	}
	//使用增加的空间
	for (i; i < 20; i++)
	{
		*(ptr + i) = i;
	}
	for(i=0;i<20;i++)
	    printf("%d ", ptr[i]);//打印
	free(ptr);
	ptr = NULL;
	return 0;
}

 四、常见错误:

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);
}

如果没有对p进行判断是否为NULL,如果当p=NULL时,使用就会报错,所以一定要进行判断。 

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)
    {
        return 1;
    }
    for(i=0; i<=10; i++)
    {
        *(p+i) = i;//当i是10的时候越界访问
    }
    free(p);
}

 这里的越界问题一般会出现再我们粗心的时候,如果越界,就会报错,所以我们写代码的时候要细心喔。

3 .对非动态开辟内存使用free释放
 

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

free只对我们使用动态开辟的空间进行释放,不能对原有空间进行操作,如果释放就会报错。 

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
}

这里我们使用p++时将p的起始位置发生了改变,这时我们再进行释放的时候fre没能从起始位置开始,就会报错。要知道free释放空间是从动态开辟空间的首地址开始释放的。 

5 .对同一块动态内存多次释放

注意细节,不要重复。

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();
    while(1);
}

只要我们开辟了空间就一定不要忘记释放,开辟与释放是一对哦。

切记:动态开辟的空间一定要释放,并且正确释放。

看过的小伙伴支持一下啦!!!

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