Linux-(C/C++)动态内存分配malloc以及相关学习
1、c/c++内存分类(引用c++ primer )(对象在c语言中可以理解为变量)
1.1、静态内存:静态内存用来保存局部static对象、类static数据成员、以及定义在任何函数之外的变量
1.2、栈内存:栈内存用来保存定义在函数内非static对象。(当然包含函数参数开辟的内存)
1.3、动态内存:每个程序还有一个内存池,这部分内存被称作*空间(free store)或者堆(heap)。程序用堆来存储动态分配的内存(dynamically allocate)的对象,也就是,那些在程序运行时分配的对象。动态对象的生存期由程序来控制,所以,不再使用动态对象时,我们的代码必须显示的销毁它们。
note:分配在静态或栈内存的对象由编译器自动创建和销毁,对于栈对象,仅在其定义的程序块运行时才存在,static对象在使用之前分配,在程序结束时销毁。
2、c/c++内存分配相关函数以及运算符
2.1、c分配内存函数如下:(在linux下查询得知,使用命令:man 3 malloc )
name malloc, free, calloc, realloc - allocate and free dynamic memory synopsis #include void *malloc(size_t size); void free(void *ptr); void *calloc(size_t nmemb, size_t size); void *realloc(void *ptr, size_t size);
size_t类型: size_tis the unsigned integer type of the result of
size_tcan store the maximum size of a theoretically possible object of any type (including array).
size_tis commonly used for array indexing and loop counting. programs that use other types
它是一个与机器相关的unsigned类型,其大小足以保证存储内存中对象的大小(来源百度百科)
malloc函数分配size个字节,分配成功返回指向这块分块内存的指针。分配失败将返回null;
calloc跟malloc类似,不同点是calloc分配了nmemb*size个字节。
realloc:重新分配内存,一般用于程序追加内存。将改变ptr指向的内存块字节为size,如果一开始ptr为null,
那么这个函数实现类似malloc,否则ptr指向的内容在范围(ptr起点和终点(min(old size,new size))将不会改变,如
果new size 大于old size(ptr之前分配的字节),那么多出的那部分是没有初始化的,所以我要习惯初始化这部分内
存。其它部分也类似malloc。
free:这个函数将释放由malloc、calloc、realloc返回指向的内存指针ptr,否则free(ptr)将是未定义的行为。如果
ptr为空,那么free(ptr),将什么都不做。这告诉我们,free(ptr)之后,请务必ptr=null; 若不然,ptr便成了悬空指
针,如果往后没分配内存给ptr又再free(ptr),这时将产生未知的错误。
note:通常使用malloc跟free,因为另外两个函数,一般情况下,其实malloc可取代他们。
举个例子,程序如下(大概流程):
// code... char *ptr = null; ptr = (char *)malloc(100 * sizeof(char)); if (null == ptr) { 打印strerror(errno); //在linux打印出错信息 } gets(ptr); // code... free(ptr); ptr = null; //好习惯 // code...
2.2c++分配内存
在c++中,动态内存的管理是通过一堆运算符来完成的.
new: 在动态内存中为对象分配空间并返回一个指向该对象的指针。
delete: 接受一个动态对象的指针,销毁一个对象,并且释放与之关联的内存。(数组:delete []数组名),
note:c跟c++分配内存不要混合使用,比如使用new分配的内存,使用free()释放,要知道delete需要完成系列的析构操作,而free只是简单释放而已。有时候侥幸通过,不能保证别的编译器就能通过。
3、分配内存引起注意的地方(大概)
3.1、申请了内存空间后,必须检查是否分配成功。
3.2、当不需要再使用申请的内存时,记得释放;释放后应该把指向这块内存的指针指向null,防止程序后面不小心使用了它。
3.2、这两个函数(malloc、free)应该是配对。如果申请后不释放就是内存泄露;如果无故释放那就是什么也没有做。释放只能一次,如果释放两次及两次以上 会出现错误(释放空指针例外,释放空指针其实也等于啥也没做,所以释放空指针释放多少次都没有问题)。
3.4、虽然malloc()函数的类型是(void *),任何类型的指针都可以转换成(void *),但是最好还是在前面进行强制类型转换,因为这样可以躲过一些编译器的检查。
3.5、c使用自定义函数分配内存一般使用二级指针。
来看一个例子,自定义函数分配内存。
#include #include char *allocate_p(char * str) { str=(char *)malloc(sizeof(char)); } int main(void ) { char *p;//为了测试不初始化null allocate_p(p); free(p); printf("ok"); return 0; } /* * 使用gcc编译通过,运行报错 *** glibc detected *** *** ./test1: free(): invalid pointer: 0xb771bff4 *** *** 说明p是一个悬空的指针,那么allocate_p()没分配空间。 *** 这非常类似值传递,将p没初始化的内存传递给str,函数给str分配内存, *** 这时p还是原来的那个没初始化内存。当分配函数完了之后,str的动态分配的内存还没释放, *** p依旧什么都不是。这就导致,该释放的没释放,不该释放的释放了 *** free(p)是未定义的错误 */
解决方案。
/* * 我们是用指针传递来解决值传递不足。 * 这时候我们也可以利用类似想法来解决这个问题。 * */ #include #include char *allocate_p(char ** str) { *str=(char *)malloc(sizeof(char)); } int main(void ) { char *p;//为了测试不初始化null allocate_p(&p); free(p); printf("ok"); return 0; } /* * allocate_p(&p);str=p的地址。 * 那么*str=p。因此 * *str=(char *)malloc(sizeof(char)); * 等价于 p==(char *)malloc(sizeof(char)); * 当free(p) 相当于free(str),注意就不会内存泄漏了 */
再来看一个经典的例子。
#include char *returnstr() { char *p="hello world!"; return p; } int main() { char *str; str=returnstr(); printf("%s/n", str); return 0; } #include char *returnstr() { char p[]="hello world!"; return p; } int main() { char *str; str=returnstr(); printf("%s/n", str); return 0; } /* 分析:这两个函数唯一差别是returnstr中局部变量*p/p[], "hello world"作为静态字符串实际上存储在数据区,但写程序的人不知道这个地址,而程序本身知道。 当某一函数以{ char p[] = "hello world"; ...}方式使用此静态字符串时,实际上相当于: char p[12]; strcpy(p, "hello world"); .... p[12]是在栈里临时分配的。虽然p指向的内容是"hello world", 但是这是复制品,不是原件。 当函数结束,char p[]就被程序回收了,所以p[]的内容就不再是"hello world"了。 但如果以char *p="hello world"的方式使用,p指向的是静态字符串存储的位置, 也就是说指向"hello world"的原件,当然没有问题了。 如果想坚持用char p[]而不使用char *p, 有效方法必须是: char *returnstr() { static char p[]="hello world"; return p; } static char []是静态的,存储在数据区。 */