C语言系列 小白入门参考资料 动态内存管理

目录

1.为什么要有动态内存

2.动态内存管理函数

2.1  malloc 函数 

2. 2  free函数

2.3  calloc函数

2.4  realloc函数

3.常见的动态内存错误

3.1 对NULL指针的解引用操作

3.2 对动态开辟空间的越界访问

3.3 对非动态开辟的内存使用free释放

3.4 使用free释放⼀块动态开辟内存的⼀部分

3.5 对同⼀块动态内存多次释放

3.6 动态开辟内存忘记释放（内存泄漏）  

1.为什么要有动态内存

int n = 10;  // 4个字节
int arr[20] = {0}; // 80个字节

当空间一定被申请好之后，我们就无法再调整空间了 。因此当我们需要更改内存空间时，用上述方法很难改变空间大小，所以接下来就需要我们四个动态内存管理函数。

2.动态内存管理函数

包含头文件

#include

        2.1  malloc 函数 

向内存申请指定大小的空间

void*  malloc  (size_t   size) ; 

#include 
#include 
int main()
{
	int* p = (int*)malloc(20);
	if (p == NULL)
	{
		perror("malloc");
		return 1;// 此处作用是，当 p为空指针时  及时在主函数返回值  防止继续向下执行语句
	}
	free(p);
	p = NULL;
}

• void* 表示 malloc函数开辟的空间返回的起始地址，可以用任何类型的指针类型接收 
•  malloc函数使用之后会产生两个结果

          1. 开辟空间成功，返回开辟空间的起始地址

          2.开辟空间失败，返回NULL指针, 因此得到返回值之前，一定要做好对返回值的检查

  • (size_t size) 表示输入自己想要开辟新空间的字节大小 

            2. 2  free函数

    释放动态函数申请的空间

    void free (void* ptr)

    • void* ptr  表示要传入函数的参数一定要是起始地址

      //接下来我们简单展示free函数，并且展示如何防止出现错误
      int main()
      {
      	int* p = (int*)malloc(20); 
      	free(p); // 将动态申请的空间还给操作系统
      	p = NULL;
      }

      这里加 p = NULL; 的原因是 指针变量p被free（p所指向的空间被还给操作系统）之后，p为野指针。所以一定要加 p = NULL  限制指针变量p。

              2.3  calloc函数

      向内存申请空间并全部初始化

      void* calloc (size_t num, size_t size)

      • void* 表示返回新内存空间的起始位置
      • size_t num 想要申请空间的类型个数
      • size_t size  想要申请空间的类型   例：（ 5, sizeof(int) ） 
      • calloc 会将申请的空间内容全部初始化

        #include 
        #include 
        int main()
        {
        	int* p = (int*)calloc(5, sizeof(int));
        	if (p == NULL)
        	{
        		perror("calloc");
        		return 1;
        	}
        	free(p);
        	p = NULL;
        }

                2.4  realloc函数 

        void*  realloc  (void* ptr  ,  size_t  size)

        • void* ptr  表示传入需要变更地址大小的起始位置
        • size_t size  表示 调整之后新空间的大小
        • void*  表示返回新内存的起始位置

          与其他函数不同的是，realloc函数返回的结果可能有三种情况 

          

          情况1 ：

          可以正常分配

          情况2 ：

          不可以在原位置继续向后申请空间时,会发生

          1.在堆区的内存中找一个新的内存，并且按照新的大小要求开辟一份空间

          2.会将原来的空间数据拷贝一份到新的空间

          3.释放旧的空间

          4.返回新的内存空间的起始地址

          情况3 ：

          空间调整失败，返回空指针(几率很小，除非人为)但还是要设置条件判断，防止此类情况发生。

          3.常见的动态内存错误

           3.1 对NULL指针的解引用操作

          void test()
           {
           int *p = (int *)malloc(INT_MAX/4);//因为申请字节空间过大，可能会导致malloc函数返回NULL指针
           *p = 20;//如果p的值是NULL，就会有问题
           free(p);
           }

          3.2 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; // 如果指针为NULL及时返回值，防止代码继续向下执行
           }
           for(i=0; i