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网站建设深圳哪家公司好,网站优点介绍,做网站所用的工具,网络营销中心目录 为什么要用动态内存开辟 动态内存有关函数 void* malloc (size_t size); void free (void* ptr); void* calloc (size_t num, size_t size); void* realloc (void* ptr, size_t size); C/C程序的内存开辟 柔性数组 特点#xff1a; 柔性数组的使用#xff1a; 为什么要用…  目录 为什么要用动态内存开辟 动态内存有关函数 void* malloc (size_t size); void free (void* ptr);  void* calloc (size_t num, size_t size); void* realloc (void* ptr, size_t size);  C/C程序的内存开辟 柔性数组 特点  柔性数组的使用 为什么要用动态内存开辟 我们知道C语言内存开辟的方式有 int a 0;//全局变量 void test() {static int d 0;//静态变量 } int main() {int b 0;//局部变量char c[10] { 0 };//局部变量return 0; } 用上述方式开辟空间存在几个问题 1、空间大小固定不可变 2、数组在创建时必须指定长度或初始化初始化之后长度也就固定了它所需要的内存在编译时分配。 但在实际应用时对于空间的需求不仅仅是上述的情况。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。因此也就有了动态内存开辟的用处。 动态内存有关函数 void* malloc (size_t size); 这个函数向内存申请size个字节连续可用的空间并返回指向这块空间的指针。如果开辟成功则返回一个指向开辟好空间的指针。如果开辟失败则返回一个NULL指针因此malloc的返回值一定要做检查。返回值的类型是 void* 所以malloc函数并不知道开辟空间的类型具体在使用的时候使用者自己来决定。如果参数 size 为0malloc的行为是未定义的取决于编译器注意是未定义的而不是不能如果这样使用会出现一些未知的问题。 要注意的是动态开辟的空间不会主动释放和回收因此C语言提供了free()函数专门用来做动态内存函数的回收和释放free()函数原型如下 void free (void* ptr); free函数专门用来释放动态开辟的内存。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指针则函数什么事都不做 有如下代码 int main() {int num 0, i 0;scanf(%d, num);int* ptr NULL;ptr (int*)malloc(num * sizeof(int));if (NULL ! ptr)//判断ptr指针是否为空{for (i 0; i num; i){*(ptr i) i 1;}}for (i 0; i num; i){printf(%d , ptr[i]);}free(ptr);//释放ptr所指向的动态内存ptr NULL;//避免出现野指针return 0; } 运行结果 void* calloc (size_t num, size_t size); 函数的功能是开辟 num 个大小为 size字节 的一块连续的空间并且把空间的每个字节初始化为0。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。 有如下代码 int main() {int* p1 malloc(40);if (p1 ! NULL){}int* p2 calloc(10, sizeof(int));if (NULL ! p2){}free(p1);free(p2);p1 NULL;p2 NULL;return 0; } 调试代码观察p1、p2指向空间中存储的数据 可以发现用malloc开辟的空间是没有初始化的里边的值是随机的而用calloc开辟的空间是已经初始化过的了里边全是0。 有时会我们发现过去申请的空间太小了有时候我们又会觉得申请的空间过大了那为了合理的时候内存我们一定会对内存的大小做灵活的调整。那 realloc 函数就可以做到对动态开辟内存大小的调整。  realloc函数的出现让动态内存管理更加灵活。 void* realloc (void* ptr, size_t size); ptr是要调整的内存地址size 调整之后新大小返回值为调整之后的内存起始位置。这个函数调整原内存空间大小的基础上还会将原来内存中的数据移动到 新 的空间    注意当ptr为NULL时realloc执行malloc的功能  realloc在调整内存空间的是存在两种情况 情况1原有空间之后有足够大的空间 情况2原有空间之后没有足够大的空间 情况1 当是情况1 的时候要扩展内存就直接在原有内存之后追加空间原来空间的数据不发生变化。 情况2 当是情况2 的时候原有空间之后没有足够多的空间时扩展的方法是在堆空间上另找一个合适大小的连续空间来使用并把原空间的数据拷贝进新空间中之后释放原空间再返回新空间的地址。 有如下代码 int main() {int* ptr1 (int*)malloc(10);if (ptr1 NULL){exit(-1);}printf(%p\n, ptr1);int* p1 NULL;p1 (int*)realloc(ptr1, 20);if (p1 NULL){exit(-1);}ptr1 p1;printf(%p\n, ptr1);int* ptr2 malloc(100);if (ptr2 NULL){exit(-1);}printf(%p\n, ptr2);int* p2 NULL;p2 realloc(ptr2, 1000);if (p2 NULL){exit(-1);}ptr2 p2;printf(%p\n, ptr2);free(ptr1);free(ptr2);return 0; } 运行结果 C/C程序的内存开辟 C/C程序内存分配的几个区域 1. 栈区stack在执行函数时函数内局部变量的存储单元都可以在栈上创建函数执行结束时这些存储单元自动被释放。栈内存分配运算内置于处理器的指令集中效率很高但是分配的内存容量有限。 栈区主要存放运行函数而分配的局部变量、函数参数、返回数据、返回地址等。 2. 堆区heap一般由程序员分配释放 若程序员不释放程序结束时可能由OS回收 。分配方式类似于链表。 3. 数据段静态区存放全局变量、静态数据。程序结束后由系统释放。 4. 代码段存放函数体类成员函数和全局函数的二进制代码。 柔性数组 结构体中的最后一个元素允许是未知大小的数组这就叫做『柔性数组』成员。 例如 struct st_type1 {int i;int a[0];//柔性数组成员 }; struct st_type2 {int i;int a[];//柔性数组成员 }; 特点 结构中的柔性数组成员前面必须至少一个其他成员。sizeof 返回的这种结构大小不包括柔性数组的内存。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应柔性数组的预期大小。 例如 typedef struct st_type {int i;int a[0];//柔性数组成员 }type_a; int main() {printf(%d\n, sizeof(type_a));return 0; } 运行结果 柔性数组的使用 typedef struct st_type {int i;int a[0];//柔性数组成员 }type_a; int main() {int i 0;type_a* p (type_a*)malloc(sizeof(type_a) 100 * sizeof(int));p-i 100;for (i 0; i 100; i){p-a[i] i;}free(p);return 0; } 这样柔性数组成员a相当于获得了100个整型元素的连续空间。 柔型数组的优势 typedef struct st_type1 {int i;int a[0];//柔性数组成员 }type_a;typedef struct st_type2 {int i;int* p_a; }type_b;int main() {//代码1int i 0;type_a* p1 (type_a*)malloc(sizeof(type_a) 100 * sizeof(int));p1-i 100;for (i 0; i 100; i){p1-a[i] i;}free(p1);//代码2type_b* p2 malloc(sizeof(type_b));p2-i 100;p2-p_a (int*)malloc(p2-i * sizeof(int));//业务处理for (i 0; i 100; i){p2-p_a[i] i;}//释放空间free(p2-p_a);p2-p_a NULL;free(p2);p2 NULL;return 0; } 上述 代码1 和 代码2 可以完成同样的功能但是 代码1 有两个好处 第一个好处是方便内存释放。如果我们的代码是在一个给别人用的函数中你在里面做了二次内存分配并把整个结构体返回给用户。用户调用free可以释放结构体但是用户并不知道这个结构体内的成员也需要free所以你不能指望用户来发现这个事。所以如果我们把结构体的内存以及其成员要的内存一次性分配好了并返回给用户一个结构体指针用户做一次free就可以把所有的内存也给释放掉。 第二个好处是这样有利于访问速度。连续的内存有益于提高访问速度也有益于减少内存碎片。
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