欢迎您访问程序员文章站本站旨在为大家提供分享程序员计算机编程知识!
您现在的位置是: 首页  >  IT编程

C语言中堆内存的开辟和释放与内存处理函数

程序员文章站 2022-05-29 20:26:20
C语言动态分配内存,malloc的出现就是来弥补静态内存分配的缺点 比如说我们在定义数组的时候,数组的长度必须是一个常量,不能改变的值,假如我事先定义了数组,一旦业务需求发生改变,那么这个数组就不能再使用了。 传统的数组定义也就是静态分配,是不能够手动释放的,只能等待系统释放,静态分配的内存,是分配 ......

c语言动态分配内存,malloc的出现就是来弥补静态内存分配的缺点

比如说我们在定义数组的时候,数组的长度必须是一个常量,不能改变的值,假如我事先定义了数组,一旦业务需求发生改变,那么这个数组就不能再使用了。

传统的数组定义也就是静态分配,是不能够手动释放的,只能等待系统释放,静态分配的内存,是分配在栈中的,c语言中的函数调用也是通过栈来实现的,栈有一个特点就是先进后出,在调用函数的时候,是先压入栈,然后从最上面的函数开始执行

我们先来看看内存四区,分别为堆区,栈区,数据区,代码区,对于这四个区,做了以下总结

代码区:
  程序执行二进制码(程序指令)
  共享,只读
数据区 :
  初始化数据区(data)
  未初始化数据区(bss)
  常量区
栈区 :
  系统为每一个程序分配一个临时的空间,
  局部变量,函数信息,函数参数,数组
  栈区大小为:1m
  在windows中可以扩展到10m
  在linux中可以扩展到16m
堆区 :
  存储大数据,图片,音乐,视频
  手动开辟 malloc
  手动释放           free

栈区大小为:1m,我们来验证一下

int zhan[8200000] = { 0 };

在c语言中,我们定义了一个数组,长度为820000,那么我们知道,在栈中我们最多可分配1m的内存,我们可以计算一下,这八百二十万的长度占了多大的内存,

定义的是int类型,所以8200000*4=32800000(字节)

得到的结果再除以1024,32800000/1024=32031.25(kb)

得到的结果再除以1024,32031.25/1024=31.280517578125(m)

大约是31m,最终运行起来,这个程序是会报错的。

接下来我们就开辟堆内存存储数据,这就用到了函数malloc

动态分配内存函数

               malloc

使用函数之前我们要引用头文件stdlib.h

#include<stdlib.h>

 malloc函数语法示例

int* p1 = (int*)malloc(sizeof(int))

返回值类型为void* 类型,也就是指针类型,int* p1代表一个以int类型地址为内容的指针变量

int类型在内存中占用的大小为 4字节。

malloc括号中就是你要开辟的空间大小,单位是字节,分配一块连续的区域

假如我要开辟一个空间,里面存储5个数字,那么代码如下

int* p1 = (int*)malloc(sizeof(int)*5);

这样的格式可以更容易的理解,当然你也可以像下面这么写

int* p1 = (int*)malloc(20);

如果地址开辟成功,返回一个内存地址,否则返回null,需要注意的是,如果开辟失败了,那么在后边的程序中调用,程序就会报错,所以有时候还要加一个判断条件,这点要注意

if (p1 == null) {
        printf("程序异常");
        return -1;
    }

成功以后,我们可以使用这个内存空间,对它进行赋值。

在使用完之后,也可以调用free函数释放,代码如下

free(p1);

那么,当我们释放这个p1之后,这个内存空间还能调用吗?其实还可以调用的。在释放之后,这个内存地址就变成了一个野指针,还可以进行赋值

为了避免野指针,在free(p1)后在加上一段代码

p1 = null;

赋值为null,这个是可有可无的。

我们再来看一个函数,叫做内存操作函数

      memset(),memcpy(),memmove(),

引用 string.h

#include<string.h>

 

1.memset()参数,  void *memset(void *s, intc, size_tn);

我们来看看它的示例

int* p = (int*)malloc(sizeof(int) * 10);
memset(p, 0, 40);

传入p这个内存地址,重置为0,字节为40字节

它在重置为0时有效,并不是真正意义上的重置

这个函数作用通常是一串连续的内存一起操作,不会单独对变量进行操作。

 

2.memcpy(),参数,void *memcpy(void *dest, constvoid *src, size_tn);

示例:

   int arr[] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9 };
    int* p = (int*)malloc(sizeof(int) * 9);
    memcpy(p, arr, sizeof(int) * 9);

arr存在栈内存中,p存在堆内存中,我们现在要把arr中的数复制到p中,这就用到了  memcpy()函数

用法:

        memcpy(新数据,源数据,内存大小(字节))

它不同于strcpy()这个函数,strcpy()是字符串拷贝遇到\0会停止,而memcpy()拷贝的是内存,拷贝的内容和字节有关。

如果参数1和参数2的内存地址重叠,可能会导致程序报错,应尽量避免

 

3.memmove()

memmove()功能用法和memcpy()一样,区别在于:dest和src所指的内存空间重叠时,memmove()仍然能处理,不过执行效率比memcpy()低些。

 

4.memcmp(),参数,int memcmp(constvoid *s1, constvoid *s2, size_tn);

    int arr[] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9 };
    int arry[] = { 1,2,3,4,5 };
    int value = memcmp(arr, arry, 20);

第一个参数和第二个参数进行比较,比较前20个字节,也就是前5个数,如果相等返回0,否则返回-1;

 同样可以比较字符串,代码如下:

    char arr[] = "hello\0 word";
    char arry[] = "hello\0 word";
    int value = memcmp(arr, arry, 11);