C语言复习--动态内存管理

news2025/5/11 12:44:39

下面我们来看C语言中的动态内存管理,在之后的数据结构中会运用到C语言中的指针,结构体和动态内存管理,所以这部分还是比较重要的.下面进入正题.

为什么要有动态内存分配

但是上面的两种方式开辟的内存的大小都是固定的.数组也是,在数组开辟之前一定要确定好数组大小,并且数组开辟后空间大小不能被改变.

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.C语⾔引⼊了动态内存开辟，让程序员⾃⼰可以申请和释放空间,这种方式这就比较灵活了.

下面我们就来看下动态内存分配的有关函数吧.

malloc和free

malloc

和之前复习一样我们先来看他的函数原型

void* malloc (size_t size);

free

C语⾔提供了另外⼀个函数free，专⻔是⽤来做动态内存的释放和回收的，函数原型见下

void free (void* ptr);

这两个函数都在头文件stdlib.h中.下面举个小例子

int main()
{
	int* ptr = (int*)malloc(sizeof(int) * 10);
	if (ptr == NULL)
	{
		perror("malloc");
		return -1;
	}
	for (int i = 0; i < 10; i++)
	{
		*(ptr + i) = i;
	}
	for (int i = 0; i < 10; i++)
	{
		printf("%d ", *(ptr + i));
	}
	printf("\n");
	//一定不要忘记释放内存,否则会内存泄漏
	free(ptr);
	//释放后要及时置空
	//free无法置空传入指针,因为free是传值调用
	ptr = NULL;
	return 0;
}

calloc和realloc

calloc

calloc也是C语言提供的用于动态内存的分配的函数.下面让我们看下他的函数原型吧

void* calloc (size_t num, size_t size);

1.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.

(只能初始化为0,不可以指定初始化内容,不要与memset搞混了如果区分不开可以看下

C语言复习笔记--内存函数-CSDN博客)

2.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。

例子见下

int main()
{
	int* ptr = (int*)calloc(10, sizeof(int));
	if (ptr == NULL)
	{
		perror("malloc");
		return -1;
	}
    //没有进行赋值直接打印
	for (int i = 0; i < 10; i++)
	{
		printf("%d ", *(ptr + i));
	}
	printf("\n");
	//一定不要忘记释放内存,否则会内存泄漏
	free(ptr);
	//释放后要及时置空
	//free无法置空传入指针,因为free是传值调用
	ptr = NULL;
	return 0;
}

输出结果

realloc

函数原型见下

void* realloc (void* ptr, size_t size);

ptr 是要调整的内存地址

size 调整之后新大小

函数作用:

情况2时,函数会做找到新空间开辟,赋值原空间的值到新空间,释放原空间,然后返回新空间的地址这几件事情.

realloc使用例子

int main()
{
	int* ptr = (int*)malloc(sizeof(int) * 10);
	if (ptr == NULL)
	{
		perror("malloc");
		return -1;
	}
	for (int i = 0; i < 10; i++)
	{
		*(ptr + i) = i;
	}
	for (int i = 0; i < 10; i++)
	{
		printf("%d ", *(ptr + i));
	}
	printf("\n");
	//空间不够了想扩容
	int* tmp = (int*)realloc(ptr, sizeof(int) * 15);
	//不能直接给tmp,因为扩容失败返回空指针,直接给的话连之前的空间都找不到了,会发生内存泄露
	if (NULL == tmp)
	{
		perror("realloc");
		return -1;
	}
	ptr = tmp;
	for (int i = 10; i < 15; i++)
	{
		*(ptr + i) = i;
	}
	for (int i = 0; i < 15; i++)
	{
		printf("%d ", *(ptr + i));
	}
	printf("\n");

	//一定不要忘记释放内存,否则会内存泄漏
	free(ptr);
	//释放后要及时置空
	//free无法置空传入指针,因为free是传值调用
	ptr = NULL;
	return 0;
}

输出结果