malloc,calloc,realloc,free函数
在进行C/C++编程的时候,需要程序员对内存的了解比较清楚,经常需要操作的内存可分为下面几个类别:
1.堆栈区(stack):由编译器自动分配与释放,存放函数的参数值,局部变量,临时变量等等,它们获取的方式都是由编译器自动执行的; 2.堆区(heap):一般由程序员分配与释放,如果编程者不释放,程序结束时可能由操作系统回收(注意:C/C++没有这种回收机制,但Java/C#有)。我们这里说的堆区与数据结构中的堆是两回事,分配方式类似于链表; 3.全局区(静态区)(static):全局变量和静态变量的存储是放在一块儿的,初始化的全局变量和静态变量在一块区域,未初始化的全局变量和未初始化的静态变量在相邻的另一块区域,程序结束后由系统释放。 4.文字常量区:常量字符串是放在这里的,程序结束后由系统释放。 5.程序代码区:存放函数体的二进制代码。
C标准函数库提供了许多函数来实现对堆上内存管理,其中包括:malloc函数、calloc函数、realloc函数和free函数。使用这些函数需要包含头文件stdlib.h。
它们的声明如下:
•void* malloc(int n);
•void free (void * p);
•void* calloc(int n,int size);
•void* realloc(void * p,int n);
1. malloc函数
malloc函数可以从堆上获得指定字节的内存空间,其函数声明如下:
void* malloc(int n);
若函数执行成功,malloc返回获得内存空间的首地址;当函数执行失败,就返回NULL。其中,形参n为要求分配的字节数。由于malloc函数值的类型为void型指针,所以将其值类型转换后可以赋给任意类型指针,这样就可以通过操作该类型指针来操作从堆上获得的内存空间。
通过malloc函数分配得到的内存空间是没有被初始化的。我们可以通过使用memset函数来将其初始化为0。
memset函数的声明如下:
void * memset (void * p,int c,int n) ;
该函数可以将指定的内存空间按字节单位置为指定的字符c。其中,p为要清零的内存空间的首地址,c为要设定的值,n为被操作的内存空间的字节长度。如果要用memset清0,变量c实参要为0。malloc函数和memset函数的操作语句一般如下:
int * p=NULL;
p=(int *)malloc(sizeof(int));
if(p==NULL)
printf(“Can’t get memory!\n”);
memset(p,0,siezeof(int));
2. calloc函数
calloc函数的功能与malloc函数的功能相似,都是从堆分配内存。
其函数声明如下:
void *calloc(int n,int size);
函数返回值为void型指针。如果执行成功,函数从堆上获得大小为size*n个字节空间,并返回该空间的首地址。如果执行失败,函数返回NULL。
该函数与malloc函数的一个显著不同时是,calloc函数得到的内存空间是经过初始化的,其内容全为0。calloc函数适合为数组申请空间,可以将size设置为数组元素的空间长度,将n设置为数组的容量。
3. realloc函数
用realloc函数可以实现内存分配和内存释放的功能,其函数声明如下:
void * realloc(void * p,int n);
其中,指针p为指向堆内存空间的指针,即由malloc函数、calloc函数或realloc函数分配空间的指针。realloc函数将指针p指向的内存块的大小改变为n字节。如果n小于或等于p之前指向的空间大小,那么。保持原有状态不变。如果n大于原来p之前指向的空间大小,系统将重新为p从堆上分配一块大小为n的内存空间;同时,将原来指向空间的内容依次复制到新的内存空间上,p之前指向的空间被释放。relloc函数分配的空间也是未初始化的。
4. free函数
从堆上获得的内存空间在程序结束以后,系统不会将其自动释放,需要编程者自己来管理。一个程序结束时,必须保证所有从堆上获得的内存空间已被安全释放,否则,会导致内存泄露。例如上面的代码就会发生内存泄露。
free函数可以实现释放内存的功能。其函数声明为:
void free ( * p);
free函数只是释放指向原来指向的地方,这时的指针为野指针,如果此时操作该指针会导致不可预期的错误。
所以当在使用free函数释放指针指向的空间之后,应该将指针的值置为NULL。对于上面的代码,需要程序结束前加入以下两行语句:
free(p);
p=NULL;
注意:使用malloc函数,calloc函数和realloc函数分配的内存空间都要使用free函数来释放;free函数可以接受任意类型的指针实参。
malloc()分配的空间没有初始化,relloc()如果没有足够可用的内存用来完成重新分配(扩大原来的内存块或者分配新的内存块),则返回null.而原来的内存块保持不变。
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