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如何分配C语言编程C++动态内存

发表于：2024-11-27 作者：千家信息网编辑

千家信息网最后更新 2024年11月27日，本篇内容主要讲解"如何分配C语言编程C++动态内存"，感兴趣的朋友不妨来看看。本文介绍的方法操作简单快捷，实用性强。下面就让小编来带大家学习"如何分配C语言编程C++动态内存"吧!目录动态内存管理为什

千家信息网最后更新 2024年11月27日如何分配C语言编程C++动态内存

本篇内容主要讲解"如何分配C语言编程C++动态内存"，感兴趣的朋友不妨来看看。本文介绍的方法操作简单快捷，实用性强。下面就让小编来带大家学习"如何分配C语言编程C++动态内存"吧!

动态内存管理

为什么存在动态内存分配

我们到现在为止掌握的是什么样的内存开辟方式呢

//创建一个变量int val = 20;    //局部变量  在栈空间中开辟4个字节int g_val = 10;  //全局变量  在静态区中开辟4个字节//创建一个数组char arr[10] = {0}; //局部区域 在栈空间中开辟10个字节连续的空间char g_arr[5] = {0};//全局区域 在静态区空间中开辟5个字节的连续空间

但是上述的开辟空间的方式有两个特点：

1.空间开辟大小是固定的。

2.数组在申明的时候，必须指定数组的长度，它所需要的内存在编译时分配。
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内存开辟了。

c99是支持变长数组的，但现在很多编译器就不支持c99，连vs都不支持，所以就有动态内存的概念

动态内存函数的介绍

malloc申请空间和free释放空间

c语言提供了一个动态内存开辟的函数

void* malloc(size_t size);

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。

1.如果开辟成功，则返回一个指向开辟好空间的指针。

2.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。

3.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。*

4.如果参数 size 为0，malloc的行为是标准未定义的，取决于编译器。

#include#include#include#includeint main(){        //向内存申请10个整形的空间        int* p = (int*)malloc(10 * sizeof(int));        if (p == NULL)        {                //把开辟失败的信息打印出来                printf("%s",strerror(errno));        }        else        {                //正常使用空间                int i = 0;                for (i = 0; i < 10; i++)                {                        *(p + i) = i;//在找下标为i的元素                }                for (i = 0; i < 10; i++)//再把每个元素打印出来                {                        printf("%d ", *(p + i));                }        }        return 0;}

那我们可不可以看开辟失败的呢

我们可以用INT_MAX（他是整形最大），一个超级大的数字

有借有还free释放内存

free函数用来释放动态开辟的内存。
1.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。
2.如果参数 ptr 是NULL指针，则函数什么事都不做。

注意

malloc和free是成对使用的，谁开辟谁释放

calloc申请内存

在内存中开辟一个数组，把元素都改成零

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

realloc调整动态内存的大小

当然我们可以申请空间，但会不会遇到申请的空间不够了，想要增加一些些，大了想要去掉一些些

realloc使用的注意事项

1.如果p指向的空间之后有足够的内存空间可以追加，则直接追加，后返回p

2.如果p指向的空间之后没有足够的内存空间可以追加，则realloc函数会重新找一块新的内存区域，开辟一块满足需求的空间，并且把原来的内存中的数据拷贝回来，释放旧的内存空间，最后返回新开辟的内存空间地址

3.但也有一个大问题，就是开辟INT_MAX，用新的变量ptr来接收realloc返回值

当然realloc也可以直接开辟空间

常见的动态内存错误

1.对NULL指针的解引用操作

#include#includeint main(){        int* p = (int*)malloc(40);//没成功就会有大问题        int i = 0;        for (i = 0; i < 10; i++)        {                *(p + i) = i;        }        free(p);        p = NULL;        return 0;}

所以为了防止没有开辟动态内存成功就需要做个判断

2.对动态开辟空间的越界访问

#include#include#include#includeint main(){        int* p = (int*)malloc(5*sizeof(int));        if (p == NULL)//这里我的确判断有没有开辟成功了        {                printf("%s", strerror(errno));        }        else        {                int i = 0;                for (i = 0; i < 10; i++)//但是我这里访问10个整型的空间                {                        *(p + i) = i;                }        }               free(p);        p = NULL;        return 0;}

3.对非动态开辟内存使用free释放

int main(){        int a = 0;        int* p = &a;        *p = 20;        free(p);        p = NULL;        return 0;}

4.使用free释放一块动态内存开辟的一部分

#include#include#include#includeint main(){        int* p = (int*)malloc(40);        if (p == NULL)        {                return 0;//如果是空指针就直接返回，不干了        }        int i = 0;        for (i = 0; i < 10; i++)        {                *p++ = i;//这个++就是bug的地方        }        //回收空间        free(p);        p = NULL;        return 0;}

只要p不是指向申请的空间的首地址，其他地方都是错的

5.对同一块动态内存多次释放

#include#include#include#includeint main(){        int* p = (int*)malloc(40);        if (p == NULL)        {                return 0;        }        //使用        //释放        free(p);        //...        free(p);        return 0;}

6.动态开辟内存忘记释放(内存泄漏)

#include#include#include#includeint main(){        while (1)        {                malloc(100);        }        return 0;}

几个面试题

题目1

void GetMemory(char* p){        p = (char*)malloc(100);}void Test(void){        char* str = NULL;        GetMemory(str);        strcpy(str,"hello world");        printf(str);//这个写法和printf("%s",str);是一样的}int main(){        Test();        return 0;}

问运行Test函数会有什么样的结果

修改正确

#include#include#include#includevoid GetMemory(char* *p){        *p = (char*)malloc(100);}void Test(void){        char* str = NULL;        GetMemory(&str);        strcpy(str,"hello world");               printf(str);//这个写法和printf("%s",str);是一样的        free(str);//用完就释放        str = NULL;}int main(){        Test();        return 0;}

题目2

char* GetMemory(void){        char p[] = "hello world";        return p;}void Test(void){        char* str = NULL;        str = GetMemory();        printf(str);}int main(){        Test();        return 0;}

请问运行Test 函数会有什么样的结果

输出随机值

修改正确

既然是p被销毁了，那我们让他不销毁就可以了延长它的生命周期用static

char* GetMemory(void){        static char p[] = "hello world";        return p;}void Test(void){        char* str = NULL;        str = GetMemory();        printf(str);}int main(){        Test();        return 0;}

题目3

void GetMemory(char **p, int num){*p = (char *)malloc(num);}void Test(void){char *str = NULL;GetMemory(&str, 100);strcpy(str, "hello");printf(str);}

这题基本和第一题一样，不过这题就只有内存泄漏的错误

修改正确

#include#includevoid GetMemory(char** p, int num){        *p = (char*)malloc(num);}void Test(void){        char* str = NULL;        GetMemory(&str, 100);        strcpy(str, "hello");        printf(str);        free(str);//用完就释放，防止内存泄漏        str = NULL;}int main(){        Test();        return 0;}

题目4

void Test(void){        char* str = (char*)malloc(100);        strcpy(str, "hello");        free(str);        if (str != NULL)        {                strcpy(str, "world");                printf(str);        }}

问题非常大的打印出结果

修改正确

#include#include#includevoid Test(void){        char* str = (char*)malloc(100);        strcpy(str, "hello");        free(str);//这里考查的是free释放后并没有使str为NULL，所以下面if判断就没有作用，如果使他有作用就让str为NULL        str = NULL;        if (str != NULL)        {                strcpy(str, "world");                printf(str);        }}int main(){        Test();        return 0;}

这道题真正目的就是让你什么都不打印