C/C++内存申请和释放(一)

这一篇主要介绍一下C中的malloc和free(当然在C++中它们也可以使用)，下一篇将主要介绍一下C++中的new和delete
如有侵权，请联系删除，如有错误，欢迎大家指正，谢谢

0. malloc

基本用法

首先malloc()是程序员在堆区申请空间的函数，原型为void *malloc(size_t size); size是要在堆区申请的字节数，它的返回值是申请空间的首地址，它申请的空间是连续的
size_t数据类型经常用到，在 32bit 编译器中是unsigned int；在64 bit系统中是unsigned __int64
malloc(大于0); 如可用内存不足，返回空指针NULL，如可用内存足够，返回申请空间的首地址；malloc(0)返回一个有效的空间长度为零的内存首地址，但是没法用(只进行申请和释放可以，如申请后执行了写操作，释放时会报错)；

// MSDN 推荐使用方法
int* n = (int*)malloc(sizeof(int)); // C++ void*向其他类型的隐式转换需进行强制类型转换，C语言void*向其他类型的隐式转换，可不进行强制类型转换
if (n == NULL){// 进行内存申请失败的错误处理
} else {// 进行正常操作free(n);
}

动态申请数组

申请一个有6个整形数组元素的一维数组，申请完不能初始化(代码如下)，只能通过memset()或循环的方式赋值

int* p = (int*)malloc(sizeof(int) * 6);

因该操作程序运行到这条语句时才在堆区申请的数组，所以被称为动态申请内存(数组)，栈区的数组在编译时就已经申请好内存了，所以不是动态申请的

动态申请数组指针

int (*p)[3] = (int(*)[3])malloc(sizeof(int) * 3); // 一维数组指针
int (*q)[2][3] = (int(*)[2][3])malloc(sizeof(int) * 6); // 二维数组指针

初始化

void* memset(void* dest, int c, size_t count);

此函数是按字节进行赋值的
dest指向目标地址的指针；c要赋值给内存空间的值；count是字节数；返回值是被赋值的目标地址的指针

void* memcpy(void* dest, void* src, size_t count);

此函数也是按照字节进行拷贝的
dest指向目标地址的指针，也就是要被赋值的空间首地址；src指向源地址的指针，也就是要被复制的空间的首地址；count跟memset()一样表示被拷贝的字节数；返回值也是被赋值的目标地址的指针

1. 其他申请内存的方式

calloc

void* calloc(size_t num, size_t size);

申请连续的 num 块内存，每块内存的字节数为size；并将这些字节置为初始化为0，返回值为所申请空间的首地址，申请数组时比较方便，但是效率可能比malloc()会慢一点，因为多了一步初始化操作

realloc

void* realloc(void* memblock, size_t size); // 为已分配的内存空间重新申请内存块

memblock指向之前已分配内存块的指针；size新内存块大小(字节数)；返回值是重新分配内存块的首地址
如果原来分配的内存块的地方无法再扩展到size要求的大小，那么会重新分配一块size大小的内存，原地址的内容会被拷贝过去，相应的返回值也会是新分配区域的首地址，如果可以扩展到指定大小，那返回值还会是重新分配前的返回值

_msize

size_t _msize(void* memblock);  // Windows平台下专用函数，非C语言标准函数

返回malloc() & calloc() & realloc()等申请内存块的大小，参数是分配内存块的首地址，也就是malloc() & calloc() & realloc()等的返回值

int* p = (int*)malloc(sizeof(int));
int pSize = _msize(p);  // pSize == 4;
int* q = (int*)realloc(p, sizeof(int) * 2);
int qSize = _msize(q);  // qSize == 8; p和q可能相等也可能不相等

2. free

用malloc()申请一块内存空间，OS会有一张表记录所申请空间的首地址和这块地址的长度
free(空间首地址)，free会从表中查找到这块首地址对应的内存大小，一并释放掉

int* p = (int*)malloc(4);
free(p);
p = NULL; // 释放后要置为空指针
int* q = (int*)malloc(3);
free(q); // 会报错，int型指针一次操作 4Byte，这里只申请了 3Byte 相当去别人的地盘上拆东西，那肯定是不允许的
int* n = (int*)malloc(7); // 允许多申请，但是 int型指针一次只能操作 4Byte 多余的空间浪费了
free(n); // 释放时，从OS维护的表中查找到空间长度，会一并释放掉

注意

free()不能去释放栈区的空间，栈区空间是由OS管理的，由OS进行申请和释放
释放空间后，指针需要置空，避免成为野指针

int* p = (int*)malloc(sizeof(int));
if (p == NULL) { // p 是空指针// 空间申请失败的错误处理
} else {// 申请成功，假设 p == 0X00000191D34DDAB0;free(p); // p == 0X00000191D34DDAB0; p有值，但是指向的内存空间已经被释放掉了，p就成了一个野指针了p = NULL; // 释放空间后，指针需要置空，避免成为野指针
}
int *p; //这种，定义完指针未初始化，也是野指针

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0. malloc

1. 其他申请内存的方式

2. free

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