C语言动态内存分配怎么使用
这篇文章主要介绍了C语言动态内存分配怎么使用的相关知识，内容详细易懂，操作简单快捷，具有一定借鉴价值，相信大家阅读完这篇C语言动态内存分配怎么使用文章都会有所收获，下面我们一起来看看吧。
一、动态内存分配的意义
C语言中的一切操作都是基于内存的
变量和数组都是内存的别名
内存分配由编译器在编译期间决定
定义数组的时候必须指定数组长度
数组长度是在编译期就必须确定的
需求：程序运行的过程中，可能需要使用一些额外的内存空间
二、malloc 和 free
malloc 和 free 用于执行动态内存分配和释放
malloc 所分配的是一块连续的内存
malloc 以字节为单位，并且不带任何的类型信息
free 用于将动态内存归还系统
void* malloc(size_t size);
void free(void* pointer);
注意事项
malloc 和 free 是库函数，而不是系统调用
malloc 实际分配的内存可能会比请求的多
不能依赖于不同平台下的 malloc 行为
当请求的动态内存无法满足时 malloc 返回 NULL
当 free 的参数为 NULL 时，函数直接返回
下面看一个内存泄漏检测模块的示例：
test.c：
#include#include "mleak.h" void f() { MALLOC(100);} int main(){ int* p = (int*)MALLOC(3 * sizeof(int)); f(); p[0] = 1; p[1] = 2; p[2] = 3; FREE(p); PRINT_LEAK_INFO(); return 0; }
mleak.h：
#ifndef _MLEAK_H_ #define _MLEAK_H_ #include#define MALLOC(n) mallocEx(n, __FILE__, __LINE__) #define FREE(p) freeEx(p) void* mallocEx(size_t n, const char* file, const line); void freeEx(void* p); void PRINT_LEAK_INFO(); #endif
mleak.c：
#include "mleak.h" #define SIZE 256 /* 动态内存申请参数结构体 */ typedef struct{ void* pointer; int size; const char* file; int line; } MItem; static MItem g_record[SIZE]; /* 记录动态内存申请的操作 */ void* mallocEx(size_t n, const char* file, const line){ void* ret = malloc(n); /* 动态内存申请 */ if( ret != NULL ) { int i = 0; /* 遍历全局数组，记录此次操作 */ for(i = 0; i < SIZE; i++) { /* 查找位置 */ if( g_record[i].pointer == NULL ) { g_record[i].pointer = ret; g_record[i].size = n; g_record[i].file = file; g_record[i].line = line; break; } } } return ret; } void freeEx(void* p){ if( p != NULL ) { int i = 0; /* 遍历全局数组，释放内存空间，并清除操作记录 */ for(i = 0; i < SIZE; i++) { if( g_record[i].pointer == p ) { g_record[i].pointer = NULL; g_record[i].size = 0; g_record[i].file = NULL; g_record[i].line = 0; free(p); break; } } } } void PRINT_LEAK_INFO(){ int i = 0; printf("Potential Memory Leak Info:\n"); /* 遍历全局数组，打印未释放的空间记录 */ for(i = 0; i < SIZE; i++) { if( g_record[i].pointer != NULL ) { printf("Address: %p, size:%d, Location: %s:%d\n", g_record[i].pointer, g_record[i].size, g_record[i].file, g_record[i].line); } } }输出结果如下， 因为 MALLOC(100); 之后没有进行释放内存，所以被检查出来了。
暂时不能用于工程开发，需要再开发才行。因为 malloc 往往在不同的线程中被调用，因此 malloc 函数必须要有互斥的操作。因为 static MItem g_record[SIZE]; 这个静态全局数组是一种临界区，必须被保护起来。
三、关于 malloc(0)
malloc(0); 将返回什么?
下面看一段代码：
#include#include int main(){ int* p = (int*) malloc(0); printf("p = %p\n", p); free(p); return 0;}
输出结果如下：
这说明 malloc(0) 是合法的，内存地址其实包含两个概念，一个是内存的起始地址，一个是内存的长度。在平常我们可能会只注意内存的首地址，对于长度却忽略了。malloc(0) 在这个程序中申请到的内存起始地址为 0x82c3008，长度为 0。
但是我们在程序里不停写 malloc(0)，会造成内存泄漏吗？答案是肯定的，因为malloc 实际分配的内存可能会比请求的多，目前的操作系统一般都是 4 字节对齐的，所以写 malloc(0) 系统实际返回的字节数也许就是 4 字节。
四、calloc 和 realloc
malloc 的同胞兄弟
void* calloc(size_t num, size_t size);
void* realloc(void* pointer, size_t new_size);
calloc 的参数代表所返回内存的类型信息
calloc 会将返回的内存初始化为 0
realloc 用于修改一个原先已经分配的内存块大小
在使用 realloc 之后应该使用其返回值
当 pointer 的第一个参数为 NULL 时，等价于 malloc
下面看一个 calloc 和 realloc 的使用示例：
#include#include #define SIZE 5 int main(){ int i = 0; int* pI = (int*)malloc(SIZE * sizeof(int)); short* pS = (short*)calloc(SIZE, sizeof(short)); for(i = 0; i < SIZE; i++) { printf("pI[%d] = %d, pS[%d] = %d\n", i, pI[i], i, pS[i]); } printf("Before: pI = %p\n", pI); pI = (int*)realloc(pI, 2 * SIZE * sizeof(int)); printf("After: pI = %p\n", pI); for(i = 0; i < 10; i++) { printf("pI[%d] = %d\n", i, pI[i]); } free(pI); free(pS); return 0;}
输出结果如下：
malloc 只负责申请空间，不负责初始化，这里的 pI 指针保存的值均为 0 只是巧合罢了，另外使用 realloc 重置之后，内存地址也会改变，pI 指针保存的值也会改变，这里都为 0 同样也是巧合。
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