c语言动态分配内存空间(转)
2016-08-15 21:20
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malloc() 函数用来动态地分配内存空间,其原型为:
【参数说明】size 为需要分配的内存空间的大小,以字节(Byte)计。
【函数说明】malloc() 在堆区分配一块指定大小的内存空间,用来存放数据。这块内存空间在函数执行完成后不会被初始化,它们的值是未知的。如果希望在分配内存的同时进行初始化,请使用 calloc() 函数。
【返回值】分配成功返回指向该内存的地址,失败则返回 NULL。
由于申请内存空间时可能有也可能没有,所以需要自行判断是否申请成功,再进行后续操作。
如果 size 的值为 0,那么返回值会因标准库实现的不同而不同,可能是 NULL,也可能不是,但返回的指针不应该再次被引用。
注意:函数的返回值类型是 void *,void 并不是说没有返回值或者返回空指针,而是返回的指针类型未知。所以在使用 malloc() 时通常需要进行强制类型转换,将 void 指针转换成我们希望的类型,例如:
动态内存分配举例:
运行结果:
输入字符串的长度:20
随机生成的字符串为:phqghumeaylnlfdxfirc
该程序生成一个指定长度的字符串,并用随机生成的字符填充。字符串的长度仅受限于可用内存的长度。
C语言 realloc() 函数位于 stdlib.h 头文件中,其原型为:
realloc() 会将 ptr 所指向的内存块的大小修改为 size,并将新的内存指针返回。
设之前内存块的大小为 n,如果 size < n,那么截取的内容不会发生变化,如果 size > n,那么新分配的内存不会被初始化。
如果 ptr = NULL,那么相当于调用 malloc(size);如果 size = 0,那么相当于调用 free(ptr)。
如果 ptr 不为 NULL,那么他肯定是由之前的内存分配函数返回的,例如 malloc()、calloc()或realloc()。
如果 ptr 所指的内存块被移动,那么会调用 free(ptr)。
看吧,一个简单的 realloc() 却赋予了好几个功能,这并不是良好的函数设计。估计也是为了兼容性,才容忍这个函数一直在C库中。虽然在编码中,realloc() 会提供一定的方便,但是也很容易引发Bug。
下面就举两个例子,来说明一下。
1) realloc() 第一种行为引发的Bug
这里就引出了一个内存泄露的问题,当realloc() 分配失败的时候,会返回NULL。但是参数中的 ptr 的内存是没有被释放的。如果直接将realloc()的返回值赋给ptr。那么当申请内存失败时,就会造成ptr原来指向的内存丢失,造成内存游离和泄露。
正确的处理应该是这样:
2) 第二种行为引发的Bug
实际上,malloc(0)是合法的语句,会返还一个合法的指针,且该指针可以通过free去释放。这就造成了很多人对realloc()的错误理解,认为当size为0时,实际上realloc()也会返回一个合法的指针,后面依然需要使用free去释放该内存。
由于错误的认识,不去检验new_size是否为0,还是按照new_size不为0的逻辑处理,最后并free(new_ptr)。这里就引入了double free的问题,造成程序崩溃。
calloc() 函数用来动态地分配内存空间并初始化为 0,其原型为:
calloc() 在内存中动态地分配 num 个长度为 size 的连续空间,并将每一个字节都初始化为 0。所以它的结果是分配了 num*size 个字节长度的内存空间,并且每个字节的值都是0。
【返回值】分配成功返回指向该内存的地址,失败则返回 NULL。
如果 size 的值为 0,那么返回值会因标准库实现的不同而不同,可能是 NULL,也可能不是,但返回的指针不应该再次被引用。
注意:函数的返回值类型是 void *,void 并不是说没有返回值或者返回空指针,而是返回的指针类型未知。所以在使用 calloc() 时通常需要进行强制类型转换,将 void 指针转换成我们希望的类型,例如:
calloc() 与 malloc() 的一个重要区别是:calloc() 在动态分配完内存后,自动初始化该内存空间为零,而 malloc() 不初始化,里边数据是未知的垃圾数据。下面的两种写法是等价的:
代码示例:
运行结果:
要输入的数字的数目:4
请输入数字 #1:126
请输入数字 #2:343
请输入数字 #3:45
请输入数字 #4:234
你输入的数字为:126 343 45 234
上面的程序会将你输入的数字存储起来,然后输出。因为在程序运行时根据你的需要来动态分配内存,所以每次运行程序你可以输入不同数目的数字。
malloc函数
头文件#include <stdlib.h>
malloc() 函数用来动态地分配内存空间,其原型为:
void* malloc (size_t size);
【参数说明】size 为需要分配的内存空间的大小,以字节(Byte)计。
【函数说明】malloc() 在堆区分配一块指定大小的内存空间,用来存放数据。这块内存空间在函数执行完成后不会被初始化,它们的值是未知的。如果希望在分配内存的同时进行初始化,请使用 calloc() 函数。
【返回值】分配成功返回指向该内存的地址,失败则返回 NULL。
由于申请内存空间时可能有也可能没有,所以需要自行判断是否申请成功,再进行后续操作。
如果 size 的值为 0,那么返回值会因标准库实现的不同而不同,可能是 NULL,也可能不是,但返回的指针不应该再次被引用。
注意:函数的返回值类型是 void *,void 并不是说没有返回值或者返回空指针,而是返回的指针类型未知。所以在使用 malloc() 时通常需要进行强制类型转换,将 void 指针转换成我们希望的类型,例如:
char *ptr = (char *)malloc(10); //分配10个字节的内存空间,用来存放字符
动态内存分配举例:
#include <stdio.h> /* printf, scanf, NULL */ #include <stdlib.h> /* malloc, free, rand, system */ int main () { int i,n; char * buffer; printf ("输入字符串的长度:"); scanf ("%d", &i); buffer = (char*)malloc(i+1); // 字符串最后包含 \0 if(buffer==NULL) exit(1); // 判断是否分配成功 // 随机生成字符串 for(n=0; n<i; n++) buffer = rand()%26+'a'; buffer[i]='\0'; printf ("随机生成的字符串为:%s\n",buffer); free(buffer); // 释放内存空间 system("pause"); return 0; }
运行结果:
输入字符串的长度:20
随机生成的字符串为:phqghumeaylnlfdxfirc
该程序生成一个指定长度的字符串,并用随机生成的字符填充。字符串的长度仅受限于可用内存的长度。
realloc函数
在C语言中,良好的编程习惯要求一个函数只做一件事,如果一个函数实现了若干功能,可以说基本是一个糟糕的设计。C语言 realloc() 函数位于 stdlib.h 头文件中,其原型为:
void *realloc(void *ptr, size_t size);
realloc() 会将 ptr 所指向的内存块的大小修改为 size,并将新的内存指针返回。
设之前内存块的大小为 n,如果 size < n,那么截取的内容不会发生变化,如果 size > n,那么新分配的内存不会被初始化。
如果 ptr = NULL,那么相当于调用 malloc(size);如果 size = 0,那么相当于调用 free(ptr)。
如果 ptr 不为 NULL,那么他肯定是由之前的内存分配函数返回的,例如 malloc()、calloc()或realloc()。
如果 ptr 所指的内存块被移动,那么会调用 free(ptr)。
看吧,一个简单的 realloc() 却赋予了好几个功能,这并不是良好的函数设计。估计也是为了兼容性,才容忍这个函数一直在C库中。虽然在编码中,realloc() 会提供一定的方便,但是也很容易引发Bug。
下面就举两个例子,来说明一下。
1) realloc() 第一种行为引发的Bug
void *ptr = realloc(ptr, new_size); if (!ptr) { // 错误处理 }
这里就引出了一个内存泄露的问题,当realloc() 分配失败的时候,会返回NULL。但是参数中的 ptr 的内存是没有被释放的。如果直接将realloc()的返回值赋给ptr。那么当申请内存失败时,就会造成ptr原来指向的内存丢失,造成内存游离和泄露。
正确的处理应该是这样:
void *new_ptr = realloc(ptr, new_size); if (!new_ptr) { // 错误处理。 } ptr = new_ptr
2) 第二种行为引发的Bug
实际上,malloc(0)是合法的语句,会返还一个合法的指针,且该指针可以通过free去释放。这就造成了很多人对realloc()的错误理解,认为当size为0时,实际上realloc()也会返回一个合法的指针,后面依然需要使用free去释放该内存。
void *new_ptr = realloc(old_ptr, new_size); //其它代码 free(new_ptr);
由于错误的认识,不去检验new_size是否为0,还是按照new_size不为0的逻辑处理,最后并free(new_ptr)。这里就引入了double free的问题,造成程序崩溃。
calloc函数
头文件#include <stdlib.h>
calloc() 函数用来动态地分配内存空间并初始化为 0,其原型为:
void* calloc (size_t num, size_t size);
calloc() 在内存中动态地分配 num 个长度为 size 的连续空间,并将每一个字节都初始化为 0。所以它的结果是分配了 num*size 个字节长度的内存空间,并且每个字节的值都是0。
【返回值】分配成功返回指向该内存的地址,失败则返回 NULL。
如果 size 的值为 0,那么返回值会因标准库实现的不同而不同,可能是 NULL,也可能不是,但返回的指针不应该再次被引用。
注意:函数的返回值类型是 void *,void 并不是说没有返回值或者返回空指针,而是返回的指针类型未知。所以在使用 calloc() 时通常需要进行强制类型转换,将 void 指针转换成我们希望的类型,例如:
char *ptr = (char *)calloc(10, 10); //分配100个字节的内存空间
calloc() 与 malloc() 的一个重要区别是:calloc() 在动态分配完内存后,自动初始化该内存空间为零,而 malloc() 不初始化,里边数据是未知的垃圾数据。下面的两种写法是等价的:
// calloc() 分配内存空间并初始化 char *str1 = (char *)calloc(10, 2); // malloc() 分配内存空间并用 memset() 初始化 char *str2 = (char *)malloc(20); memset(str2, 0, 20);
代码示例:
#include <stdio.h> #include <stdlib.h> int main () { int i,n; int * pData; printf ("要输入的数字的数目:"); scanf ("%d",&i); pData = (int*) calloc (i,sizeof(int)); if (pData==NULL) exit (1); for (n=0;n<i;n++) { printf ("请输入数字 #%d:",n+1); scanf ("%d",&pData ); } printf ("你输入的数字为:"); for (n=0;n<i;n++) printf ("%d ",pData ); free (pData); system("pause"); return 0; }
运行结果:
要输入的数字的数目:4
请输入数字 #1:126
请输入数字 #2:343
请输入数字 #3:45
请输入数字 #4:234
你输入的数字为:126 343 45 234
上面的程序会将你输入的数字存储起来,然后输出。因为在程序运行时根据你的需要来动态分配内存,所以每次运行程序你可以输入不同数目的数字。
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