黑马程序员——C语言内存管理

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一、内存的分区

BSS段：存储未初始化的全局变量和静态变量

数据段：存储已初始化的全局变量和静态变量

代码段：存储程序的执行代码

堆（heap）：存放进程运行中动态分配的内存段

栈（stack）：存放程序临时创建的局部变量

二、内存的分配方式

从静态存储区分配，内存在程序编译的时候已经分配好，这块内存在程序的整个运行期间都存在，例如全局变量和static变量。

在栈上创建，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指令集中，效率很高，但是分配的内存容量有限。

从堆上分配，亦称为动态内存分配。程序在运行的时候用malloc或new申请任意的内存，程序员自己负责何时用free或delete释放内存。动态内存的生存期限由程序员决定，使用灵活。

三、常用的动态内存分配函数

1. malloc

使用方法：void *malloc(unsigned size)

size是指分配内存的字节数

说明：该方法包含在库函数stdlib.h中，作用是在内存的堆区分配一个大小为size的连续空间，如果分配内存成功，函数返回新分配内存的首地址，否则返回NULL。

例如，申请一段内存空间存放3个float类型的变量，代码如下：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main(int argc, const char * argv[]) {
float *p = (float *)malloc(3*sizeof(float));
if (p) {
*p = 3.14;
*(p+1) = 5.33;
*(p+2) = 0.62;
}else{
printf("内存申请失败");
}
for (int i=0; i<3; i++) {
printf("%.2f\t",*(p+i));
}
return 0;
}

2. calloc

使用方法：calloc(块数,长度)

使用calloc可以限制申请内存空间的大小。例如：calloc(4,sizeof(int));申请16个字节的内存空间。而实用malloc则不限制大小。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main(int argc, const char * argv[]) {
int *p = (int *)calloc(4, 4);
if (p) {
*p = 2;
*(p+1) = 5;
*(p+2) = 3;
*(p+3) = 6;
}else{
printf("内存申请失败");
}
for (int i=0; i<4; i++) {
printf("%d\t",*(p+i));
}
return 0;
}

3. realloc

使用方法：realloc(指针变量名,内存字节数)

说明：当使用malloc或calloc申请的内存空间不够，需要扩充时，可以使用realloc。realloc会在内存中寻找一块扩充后大小的内存空间，如果原来的内存空间之后就有足够多的空闲空间，那么直接进行扩展。如果不够就会在内存中的其他区域寻找，当找到后会将原来内存空间前部分的值复制到新的空间中。

例如，在上例的基础上，要将存储的数值增加到40个，那么执行如下代码：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main(int argc, const char * argv[]) {
float *p = (float *)calloc(5, sizeof(float));
if (p) {
*p = 2.67f;
*(p+1) = 5.23f;
*(p+2) = 3.44f;
*(p+3) = 6.22f;
*(p+4) = 5.11f;
}else{
printf("内存申请失败");
}

p = realloc(p, 40*sizeof(float));
*(p+39) = 3.66;

printf("%.2f\n",*(p+39));
for (int i=0; i<5; i++) {
printf("%.2f\t",*(p+i));
}
return 0;
}