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C语言动态存储分配

By Wu Yudong on June 27, 2015

原创文章,转载请注明: 转载自工学1号馆

C语言支持动态存储分配,即在程序执行期间分配内存单元的能力,利用动态存储分配,可以根据需要设计扩大(或缩小)的数据结构,虽然可以适用于所有类型的数据,但是动态存储分配更常用于字符串、数组和结构体

内存分配函数

3种内存分配函数都是声明在<stdlib.h>中:

  • malloc函数--分配内存块,但是不对内存块进行初始化
  • calloc函数--分配内存块,并且对内存块进行消除
  • realloc函数--调整先前分配的内存块

malloc函数不需要对分配的内存快进行清除,所以它比calloc函数更高效

当申请内存块而调用内存分配函数的时候,函数会返回void*型的值。内存中对象的空间大小,是以“字节”的数目为单位计算的,许多头文件都定义了size_t类型,专门用来保存这种“内存”空间的相关信息,比如sizeof运算符返回字节的数目,类型是size_t

空指针

由于用名NULL的宏来表示空指针,所以常使用下列方式测试malloc函数的返回值:

p=malloc(10000);
if(p==NULL) {
    /*分配失败*/
}

在C语言中,指针测试真假的方法和数的测试一样:

if(p==NULL)
if(!p)
if(p!=NULL)
if(p)

举例如下:

typedef struct {
    long key;
    /*...*/
}Record;
float *myFunc(size_t n)
{
    double *dptr=malloc(sizeof(double));
    if(dptr==NULL)
    {
        /*...*/
        return NULL:
    }
    else
    {
        *dptr=0.07;
    }
    /*...*/
    Record *rptr;
    if(rptr=malloc(2*sizeof(Record))==NULL)
    {
        /*...*/
        return NULL;
    }
    float *fptr=malloc(n*sizeof(float));
    if(fptr==NULL)
    {
        /*...*/
        return NULL:
    }
    /*...*/
    return fptr;
}

动态分配数组

使用malloc函数为数组分配存储空间,需要使用sizeof运算符来计算每个元素所需要的空间数量

int *a;
a=malloc(n * sizeof(int));

calloc函数

calloc函数在<stdlib.h>中具有如下的原型:

void *calloc(size_t nmemb, size_t size);

在分配了内存之后,calloc函数会通过对所有位设置为0的方式进行初始化

a=calloc(n, sizeof(int))

struct point{int x,y;}*p;
p=calloc(1,sizeof(struct point));

realloc函数

realloc函数可以调整数组的大小使它更适合需要,realloc函数原型在<stdlib.h>中:

void *realloc(void *ptr, size_t size)

ptr指向的内存块一定是先前通过malloc函数、calloc函数或realloc函数的调用获得的,size表示内存块的新尺寸

C语言标准列出几条关于realloc函数的规则:

  • 当扩展内存块时,realloc函数不会对添加进内存块的自己进行初始化
  • 如果realloc函数不能按照要求扩大内存块,那么它会返回空指针,并且在原有的内存块中的数据不会发生改变
  • 如果realloc函数调用时以空指针作为第一个实际参数,那么它的行为就像malloc函数一样
  • 如果realloc函数调用时以0作为第二个实际参数,那么它会释放掉内存块

释放存储

内存分配函数所获得的内存块都来自一个称为堆的存储池

p=malloc(...)
q=malloc(...)
p=q;

上面的代码使得p和q都指向同一块内存,导致出现内存泄露,使用free函数来释放不需要的内存,来回收垃圾

free函数在<stdlib.h>中有如下原型:

void free(void *ptr)

以上的代码改写如下:

p=malloc(...)
q=malloc(...)
free(p);
p=q;

 

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