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C语言--动态内存管理

先来了解一下动态管理内存所需用到的函数

开辟动态内存的函数

1.malloc函数:void* malloc(size_t size);

功能:开辟一块大小为size单位为字节的动态空间。若开辟成功返回函数开辟空间的无类型指针,若开辟失败则返回空指针NULL

2.calloc函数: void* calloc(size_t num, size_t size);

功能:开辟一块能容纳下num个元素,每个元素大小为size字节的动态空间,且将每个元素的值初始化为0。若开辟成功返回函数开辟空间的无类型指针,若开辟失败则返回空指针NULL

3.realloc函数:void* realloc(void* ptr, size_t size);

功能:将指针ptr所指的动态内存空间大小调整为size个字节。调整完成后返回原指针或新位置的指针又或是空指针

释放开辟的动态内存空间的函数

free函数:void free(void* ptr);

功能:释放由malloc、calloc或realloc开辟的动态内存空间,不改变ptr的值。当参数为空指针时不进行操作。

错误信息函数

strerror函数:char* strerror(int errnum);

功能:返回错误码errnum对应的错误信息字符串的指针。

注:错误码为errno

具体使用例: 

malloc函数和calloc函数的区别就是前者开辟空间后不初始化直接返回地址,后者开辟空间后将数值都初始化为0后在返回地址,这里用malloc函数作示例

需要注意的是在使用了空间并释放了空间后,p仍指向那块释放了的空间,此时需要将p指向空指针

接下来是realloc函数,realloc函数在调整大小时会遇到三种情况,假设用malloc函数开辟4个字节的空间,橙色代表malloc开辟的空间,淡蓝色表示已被占用的空间。

 第一种情况:开辟的空间加上后面剩余的空间 能够 容纳下调整后的空间大小,则直接在原空间后追加空间此情况函数返回原地址,假设需要调整到六个字节,空间布局如下

 

 第二种情况:开辟的空间加上后面剩余的空间 不能够 容纳下调整后的空间大小,则重新开辟一块新的空间,并将原数据拷贝过来。然后释放掉之前的空间。此情况函数返回新位置的地址,假设调整到9个字节,空间布局如下

第三种情况: 也是malloc和calloc函数都存在的情况,堆区中无法容纳下要开辟的空间,假设上图为堆区的全部空间,空间布局如下图,则要开辟9个字节空间时开辟失败。此情况函数返回空指针

 realloc函数示例:

 要注意,realloc函数使用时对于返回值一定要进行判断,因为返回值有可能为空指针,不要直接就赋给p否则有可能函数返回了空指针,p本来存着原地址的,然后一赋值就找不到原地址了

常见的动态内存错误

1.对NULL指针的解引用操作

2.对动态开辟内存的越界访问

3.使用free释放非动态开辟内存

4.使用free释放动态开辟内存的一部分

5.对同一块动态内存的多次释放

6.动态内存开辟忘记释放(内存泄漏)

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