2.5动态内存分配

文章目录

- - 动态内存分配
  - - - 内存空间
  - 使用的函数
  - - - realloc()
        动态内存出现的常见错误类型
    - 柔性数组

动态内存分配

为什么存在，静态的通讯录（出现的警告提示）

栈上开辟的空间，不能过大。

关于动态内存函数：malloc(sizeof(int)、free(ps)、calloc(10, sizeof(int))、realloc(ps,20*sizeof(int))

内存空间

动态内存分配的内存存储在堆区。

使用的函数

malloc()函数、alloc()、realloc()

int main()
{
    //假设开辟10个整形的空间  - 10* sizeof(int)
    int arr[10];//栈区
    //动态内存开辟
    //void* p = malloc(10*sizeof(int));
    int* p = (int*)malloc(10*sizeof(int));//将void* 类型转换成int*类型。
    
    //使用这些空间的时候
    if(p == NULL)
    {
        //printf("malloc errorn");
        perror("main");//错误信息打印，main: xxxxxxxxxxx   
        return 0;
    }
    //使用
    //……
    //回收空间
    free(p);
    p = NULL;
    
    return 0;
}

malloc()

void* malloc(size_t size);

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。

如果开辟成功，返回一个指向开辟空间的指针。
如果不成功，返回一个空指针，因此malloc()的返回值一定要做检查。
返回的是一个void*类型的指针类型，具体类型需要自己定义。
如果参数size为0，malloc()的行为是标准未定义的，取决于编译器。

free();

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。
如果参数ptr是NULL指针，则函数什么事情都不做。

alloc()

int main()
{
	int* p = (int*)calloc(10, sizeof(int));//最好加上强制类型转换。

	if (p == NULL)
	{
		return 1;
	}
	int i = 0;
	for (i = 0; i < 10; i++)
	{
		printf("%dn", *(p + i));
	}
	free(p);
	p = NULL;

	return 0;
}

alloc()函数，和malloc()函数主要有两个区别：
void* calloc(size_t number,size_t size)

第一个：参数的不同，第二个会全部初始化成0；

realloc()

使动态内存管理更加灵活。
有时候会发现申请的空间太小了，或者说太大了。

int main()
{
	int* p = (int*)calloc(10, sizeof(int));//10个int的空间。
	if (p == NULL)
	{
		perror("main");
		return 1;
	}
	//使用
	int i = 0;
	for (i = 0; i < 10; i++)
	{
		*(p + i) = 5;
	}
	//这里需要p指向的空间更大，需要20个int的空间。
	//realloc()调整空间

	int* ptr = (int*)realloc(p, 20 * sizeof(int));
	if (ptr != NULL)
	{
		p = ptr;
	}
	for (i = 0; i < 20; i++)
	{
		*(p + i) = 5;
	}
	free(p);
	p = NULL;

	return 0;
}

realloc()函数动态内存分配的时候，会出现3种情况，一种找不到空间，一种找到了，但需要重新分配空间if条件判断中的p = ptr,还有一种是，在原来动态内存分配空间的基础上，向后开辟空间。

是两种开辟空间的时候的返回类型。1.原有空间之后有足够大的空间。2. 没有足够大的空间。

realloc() - 功能类似于malloc(),就是直接在堆区开辟40个字节。

int main()
{
    int* p = (int*)realloc(NULL, 40);
    //int* p1 = (int*)malloc(10*sizeof(int));
    for (int i = 0; i < 10; i++)
    {
        *(p + i) = 0;
    }
    return 0;
}

相较于动态内存分配管理，数组这种数据结构就是静态的。

动态内存出现的常见错误类型

对NULL指着的解引用操作。

int main()
{
    int* p = (int*)malloc(10*sizeof(int));
    //int* p = (int*)malloc(1000000000*sizeof(int));
    //可能找不到开辟的空间。
    if(p ==NULL)
    {
        return 1;
    }//解决方法
    
    return 0;
}

对动态开辟空间的越界访问

int main()
{
    int* p = (int*)malloc(10*sizeof(int));
    if(p == NULL)
    {
        return 1;
    }
    int i = 0;
    for(i= 0;i<20;i++)
    {
        *(p+i) = 5;
    }//越界访问内存，只开辟了10个int的空间大小。
    
    return 0;
}

使用free()释放非动态开辟的空间

int main()
{
    int arr[10] = {0};
    int* pa = arr;
    free(pa);
    pa = NULL;
    //pa不是动态开辟的内存。
    
    return 0;
}

使用free()释放动态内存中的一部分。

int main()
{
    int* p = (int*)malloc(10*sizeof(int));
    if(p == NULL)
    {
        return 1;
    }
    int i = 0;
    for(i = 0;i<5;i++)
    {
        *p++ = 5;
    }
    free(p);
    p = NULL;
    //p指向的位置变了。
    return 0;
}

对同一块动态开辟的空间，多次释放

int main()
{
    int* p = (int*)malloc(10*sizeof(int));
    if( p == NULL)
    {
        return 1;
    }
    free(p);
    //p = NULL;
    free(p);
    
    return 0;
}

动态开辟的空间忘记释放 - 内存泄漏 - 比较

void test()
{
    int* p = (int*)malloc(10*sizeof(int));
    if( p == NULL)
    {
        return;
    }
  //执行完test()后，p的空间会被销毁，
    //但malloc()开辟的空间不会被销毁。
    //需要free()
      free(p);
    p = NULL;
}
int main()
{
    test();
    return 0;
}

动态开辟的空间，2种回收方式。

主动free
程序结束 - - 就是main()函数执行完。服务器环境中，不释放，内存泄漏。

柔性数组

C99语法中规定的，结构中的最后一个元素，是未知大小的数组。

struct S
{
	int n;
	int arr[];//大小未知。
};
//||
struct s
{
	int n;
	int arr[0];//大小未知。
};
int main()
{
    struct S s={0};
    printf("%dn",sizeof(s));//4
	return 0;
}

结构中的柔性数组中至少要包含一个其他成员。

sizeof返回的柔性数组大小不包含柔性数组的内存。上面的代码。

包含柔性数组成员的结构用malloc()函数进行内存的动态分配，并且分配的内存应该大于结构的大小，以适用柔性数组的期望大小。

柔性数组的使用

struct S
{
	int a;
	int arr[0];
};
int main()
{
	//使用
	struct S* ps = (struct S*)malloc(sizeof(struct S) + 10 * sizeof(int));
	ps->a = 10;
	
	int i = 0;
	for (i = 0; i < 10; i++)
	{
		ps->arr[i] = i;
	}
	//扩容
	struct S* ptr = (struct S*)realloc(ps,sizeof(struct S) + 20*sizeof(int));
	if (ptr != NULL)
	{
		ps = ptr;
	}
	//释放
	free(ps);
	ps = NULL;
	return 0;
}

不使用柔性数组

struct S
{
	int n;
	int* arr;
};

int main()
{
	struct S* ps = (struct S*)malloc(sizeof(struct S)); //为什么不是sizeof(strucnt S)
	if (ps == NULL)
		return 1;
	ps->n = 10;
	ps->arr= (int*)malloc(10 * sizeof(int));
	if (ps->arr == NULL)
		return 1;

	int i = 0;
	for (i = 0; i < 10; i++)
	{
		ps->arr[i] = i;
	}
	//扩容
	int* ptr = realloc(ps ->arr,20 * sizeof(int));
	if (ptr != NULL)
	{
		ps->arr = ptr;
	}
	
	//使用

	//释放
	free(ps->arr);
	ps->arr = NULL;
	free(ps);
	ps = NULL;

	return 0;
}

概念：内存碎片、内存池；
方法1：
1.方便内存释放 2.有利于提升访问速度

2.5动态内存分配

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