C语言中堆内存的开辟和释放与内存处理函数
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)
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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);
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