C語言學習之動態記憶體管理

1、問什麼要動態記憶體管理？

在進行資料儲存的時候，我們經常的做法是利用陣列開闢指定大小的空間用以儲存資料，但是陣列的具體大小取決於輸入的資料，因此往往在程式執行時才知道所需陣列的記憶體空間的大小。為了達到對記憶體空間的合理使用，這就要就我們根據輸入資料的不同來開闢不同大小的記憶體空間，繼而出現動態記憶體分配。動態記憶體分配在程式執行時為指定的變數分配記憶體，其分配的記憶體空間位於堆區。此外，在棧區可開闢的空間大小小於堆區，因此在需要開闢較大的記憶體空間時，也需要使用動態記憶體分配。

2、動態記憶體分配函式

malloc、calloc、realloc之間的聯絡與區別：malloc、calloc函式均用於在堆區開闢指定大小的記憶體空間，但是malloc函式在開闢時，只是開闢指定大小的記憶體空間，不對開闢好的內部才能進行初始化操作，而callo函式在開闢空間的同時對該空間的內容初始化為0，其返回值的型別均為void *。realloc函式用來修改已經分配好記憶體空間的大小，其返回值也為void*；realloc函式在調整記憶體空間時的兩種情況：①原有空間之後有足夠大小的空間：這種情況在進行記憶體擴增的時，直接在原有空間的基礎上進行擴增，返回值仍為原空間的位址；②原有記憶體空間之後的空間不足：這種情況在進行記憶體擴增時，則在堆區重新找到一塊合適且連續的記憶體空間，並把原來空間的內容拷貝至新的記憶體上，最後返回新開闢記憶體空間的位址。在使用完所開闢的空間之後，需要使用free函式對開闢的空間進行釋放，釋放後的指標為野指標，需要置為空。若未釋放開闢的空間，則會造成記憶體洩漏的問題。

//函式原型
void *malloc(size_t size);  //開闢大小為size的記憶體空間
int *ptr = (int *)malloc(1000);
void *calloc(size_t num, size_t size);   //開闢num個大小為size的空間
int *ptr1 = (int *)calloc(100,sizeof(int));
void *realloc(void *ptr, size_t size);   //修改ptr指向的空間大小為size
int *p = (int *)realloc(ptr, 100);

記憶體空間的開闢、驗證即釋放

int *ptr = (int *)malloc(100);
if(null == ptr) 
//....對空間進行操作
free(ptr);
ptr = null;

3.柔性陣列：用以解決結構體中需要變長陣列的問題

在學習完動態記憶體分配之後，對於變長陣列的空間開闢，我們首先想到的是進行動態記憶體分配，但是如果需要在結構體內定義乙個變長陣列該如何處理？對於這個問題有兩種解決方案，一種是對結構體和結構體內的變長陣列使用兩次動態記憶體分配，另一種是使用柔性陣列。在實際的操作中，第二種方式會明顯比第一種簡單，這裡所說的簡單主要體現在方便記憶體釋放上。下邊給出兩種方式下的編碼demo:

#include #include #include struct a;
struct array;
int main()
p->num = 100;
for (int i = 0; i < p->num; i++)
free(p);
//在結構體中形成變長的陣列：方式一：
struct array *arr = (struct array *)malloc(sizeof(struct array));
if (null == arr)
arr->num = 100;
arr->mem = (int *)malloc(arr->num*sizeof(int));
if (null == arr->mem)
//如何釋放空間：釋放由內向外，申請由外向內
free(arr->mem);
free(arr);
system("pause");
return 0;
}

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