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c语言中内存的分配与释放的例子

来源: 网络整理  作者: 佚名

首先我们来科普一下:
什么是堆?说到堆,又忍不住说到了栈!什么是 栈?
1、什么是堆:堆是大家共有的空间,分全局堆和局部堆。全局堆就是所有没有分配的空间,局部堆就是用户分配的空间。堆在操作系统对进程 初始化的时候分配,运行过程中也可以向系统要额外的堆,但是记得用完了要还给操作系统,要不然就是内存泄漏。
2、什么是栈:栈是线程独有的,保存其运行状态和局部自动变量的。栈在线程开始的时候初始化,每个线程的栈互相独立。每个函数都有自己的栈,栈被用来在函数之间传递参数。操作系统在切换线程的时候会自动的切换栈,就是切换SS/ESP寄存器。栈空间不需要在高级语言里面显式的分配和释放。
C语言程序编译的内存分配,堆与栈的区别:
栈是由编译器自动分配释放,存放函数的参数值、局部变量的值等。操作方式类似于数据结构中的栈。
堆一般由程序员分配释放,若不释放,程序结束时可能由OS回收。注意这里说是可能,并非一定。再强调一次,记得要释放!
栈区(stack) :
//windows下,栈内存分配2M(确定的常数),超出了限制,提示stack overflow错误
//编译器自动分配释放,主要存放函数的参数值,局部变量值等;
堆区(heap):程序员手动分配释放,操作系统80%内存
全局区或静态区:存放全局变量和静态变量;程序结束时由系统释放,分为全局初始化区和全局未初始化区;
字符常量区:常量字符串放与此,程序结束时由系统释放;
程序代码区:存放函数体的二进制代码。
栗子:
int a=0;        //全局初始化区
char *p1;       //全局未初始化区
void main()
{
   int b;          //栈
   char s[]="bb";  //栈
   char *p2;       //栈
   char *p3="123"; //其中,“123\0”常量区,p3在栈区
   static int c=0; //全局区
   p1=(char*)malloc(10);   //10个字节区域在堆区
   strcpy(p1,"123");    //"123\0"在常量区,编译器 可能 会优化为和p3的指向同一块区域
}
栈内存
void stackFun(){
    int a[1024];
    //栈内存自动释放
}
堆内存
void heapFun(){
    //40M内存
    //字节
    //void *任意类型的指针
    int* p = malloc(1024 * 1024 * 10 * sizeof(int));
    //释放
    free(p);
}
void main(){   
    //在堆内存上,分配40M的内存
    while (1){
        Sleep(1000);   
        stackFun();
    }
    getchar();
}
创建一个数组,动态指定数组的大小(在程序运行过长中,可以随意的开辟指定大小的内存,以供使用,相当于Java中的集合)
静态内存分配,分配内存大小的是固定,问题:1.很容易超出栈内存的最大值 2.为了防止内存不够用会开辟更多的内存,容易浪费内存
动态内存分配,在程序运行过程中,动态指定需要使用的内存大小,手动释放,释放之后这些内存还可以被重新使用(活水)
函数:calloc() 分配内存空间并初始化calloc() 函数用来动态地分配内存空间并初始化为 0,其原型为:
void* calloc (size_t num, size_t size);
calloc() 在内存中动态地分配 num 个长度为 size 的连续空间,并将每一个字节都初始化为 0。所以它的结果是分配了 num*size 个字节长度的内存空间,并且每个字节的值都是0。
【返回值】分配成功返回指向该内存的地址,失败则返回 NULL。
函数:malloc() 动态地分配内存空间
malloc() 函数用来动态地分配内存空间(如果你不了解动态内存分配,请查看:C语言动态内存分配及变量存储类别),其原型为:
void* malloc (size_t size);
应用在程序中代码如下:
void main(){
    //静态内存分配创建数组,数组的大小是固定的
    //int i = 10;
    //int a[i];
    int len;
    printf("输入数组的长度:");
    scanf("%d",&len);
    //开辟内存,大小len*4字节
    int* p = malloc(len * sizeof(int));
    //p是数组的首地址,p就是数组的名称
    //给数组元素赋值(使用这一块刚刚开辟出来的内存区域)
    int i = 0;
    for (; i < len - 1; i++){
        p[i] = rand() % 100;
        printf("%d,%#x\n", p[i], &p[i]);
    }
    //手动释放内存
    //free()释放动态分配的内存空间
    free(p);
    getchar();
}
realloc 重新分配内存
void main(){
    int len;
    printf("第一次输入数组的长度:");
    scanf("%d", &len);
    //int* p = malloc(len * sizeof(int));  
    int* p = calloc(len, sizeof(int));
    int i = 0;
    for (; i < len; i++){
        p[i] = rand() % 100;
        printf("%d,%#x\n", p[i], &p[i]);
    }
    int addLen;
    printf("输入数组增加的长度:");
    scanf("%d", &addLen);
    //内存不够用,扩大刚刚分配的内存空间
    //1.原来内存的指针 2.内存扩大之后的总大小       
    int* p2 = realloc(p, sizeof(int) * (len + addLen));
    if (p2 == NULL){
        printf("重新分配失败,世界那么大,容不下我。。。");
    }
新分配内存的两种情况:
//缩小,缩小的那一部分数据会丢失
//扩大,(连续的)
1.如果当前内存段后面有需要的内存空间,直接扩展这段内存空间,realloc返回原指针
2.如果当前内存段后面的空闲字节不够,那么就使用堆中的第一个能够满足这一要求的内存块,将目前的数据复制到新的位置,并将原来的数据库释放掉,返回新的内存地址
3.如果申请失败,返回NULL,原来的指针仍然有效
//接着上面的代码重新赋值
    i = 0;
    printf("--------------------------\n");
    for (; i < len + addLen; i++){
        p2[i] = rand() % 200;
        printf("%d,%#x\n", p2[i], &p2[i]);
    }
    //手动释放内存
    if (p != NULL){
        free(p);
        p = NULL;
    }  
    if (p2 != NULL){
        free(p2);
        p2 = NULL;
    }
    getchar();
}
内存分配的几个注意细节
1.不能多次释放;
2.释放完之后(指针仍然有值),给指针置NULL,标志释放完成;
3.内存泄露(p重新赋值之后,再free,并没有真正释放内存);
void main(){
    int len;
    printf("输入数组的长度:");
    scanf("%d", &len);
    int* p = malloc(len * sizeof(int));    
    int i = 0;
    for (; i < len; i++){
        p[i] = rand() % 100;
        printf("%d,%#x\n", p[i], &p[i]);
    }
    if (p != NULL){
        free(p);
        p = NULL;
    }
    getchar();
}
以上就是C语言中对内存的分配与释放,常用的几个函数~

Tags:例子 内存 语言
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