記憶體分配函式(C語言)
C 標準函式庫提供了許多函式來實現對堆上記憶體管理
malloc函式:malloc函式可以從堆上獲得指定位元組的記憶體空間(必須初始化)
free函式:釋放記憶體,防止記憶體洩露
calloc函式:與 malloc類似,但不需要初始化
realloc函式:重新分配記憶體
標頭檔案stdlib.h
malloc
malloc函式可以從堆上獲得指定位元組的記憶體空間,其函式原型如下:
void * malloc(int n)
其中,形參n為要求分配的位元組數。如果函式執行成功,malloc返回獲得記憶體空間的首地址;如果函式執行失敗,那麼返回值為NULL。由於malloc函式值的型別為void型指標,因此,可以將其值型別轉換後賦給任意型別指標,這樣就可以通過操作該型別指標來操作從堆上獲得的記憶體空間。
需要注意的是,malloc函式分配得到的記憶體空間是未初始化的。因此,一般在使用該記憶體空間時,要呼叫另一個函式memset來將其初始化為全0。memset函式的宣告如下:
void * memset (void * p,int c,int n)
該函式可以將指定的記憶體空間按位元組單位置為指定的字元c。其中,p為要清零的記憶體空間的首地址,c為要設定的值,n為被操作的記憶體空間的位元組長度。如果要用memset清0,變數c實參要為0。malloc函式和memset函式的操作語句一般如下:
int * p=NULL;
p=(int *)malloc(sizeof(int));
if(p==NULL)
printf ("Can't get memory!\n");
memset(p,0,siezeof(int));
通過malloc函式得到的堆記憶體必須使用memset函式來初始化
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
int main() {
int * p=NULL;
p=(int *)malloc(sizeof(int));
if(NULL==p){
printf("Can't get memory!\n");
return -1;
}
printf("%d\n",*p); //輸出分配的空間上的值
memset(p,0,sizeof(int)); //將p指向的空間清0
printf("%d\n",*p); //輸出呼叫memset函式後的結果
*p=2;
printf("%d\n",*p);
return 0;
}
free函式
從堆上獲得的記憶體空間在程式結束以後,系統不會將其自動釋放,需要程式設計師來自己管理。一個程式結束時,必須保證所有從堆上獲得的記憶體空間已被安全釋放,否則,會導致記憶體洩露。例如上面的demo就會發生記憶體洩露。
free函式可以實現釋放記憶體的功能。其函式宣告為:
void free (void * p)
由於形參為void指標,free函式可以接受任意型別的指標實參。但是,free函式只是釋放指標指向的內容,而該指標仍然指向原來指向的地方,此時,指標為野指標,如果此時操作該指標會導致不可預期的錯誤。安全做法是:在使用free函式釋放指標指向的空間之後,將指標的值置為NULL。因此,對於上面的demo,需要在return語句前加入以下兩行語句:
free(p);
p=NULL;
calloc函式
calloc函式的功能與malloc函式的功能相似,都是從堆分配記憶體。其函式宣告如下:
void *calloc(int n,int size)
函式返回值為void型指標。如果執行成功,函式從堆上獲得size X n的位元組空間,並返回該空間的首地址。如果執行失敗,函式返回NULL。該函式與malloc函式的一個顯著不同時是,calloc函式得到的記憶體空間是經過初始化的,其內容全為0。calloc函式適合為陣列申請空間,可以將size設定為陣列元素的空間長度,將n設定為陣列的容量。
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#define SIZE 5
int main() {
int * p=NULL;
int i=0;
//為p從堆上分配SIZE個int型空間
p=(int *)calloc(SIZE,sizeof(int));
if(NULL==p){
printf("Error in calloc.\n");
return -1;
}
//為p指向的SIZE個int型空間賦值
for(i=0;i<SIZE;i++)
p[i]=i;
//輸出各個空間的值
for(i=0;i<SIZE;i++)
printf("p[%d]=%d\n",i,p[i]);
free(p);
p=NULL;
return 0;
}
realloc函式
realloc函式的功能比malloc函式和calloc函式的功能更為豐富,可以實現記憶體分配和記憶體釋放的功能,其函式宣告如下:
void * realloc(void * p,int n)
其中,指標p必須為指向堆記憶體空間的指標,即由malloc函式、calloc函式或realloc函式分配空間的指標。realloc函式將指標p指向的記憶體塊的大小改變為n位元組。如果n小於或等於p之前指向的空間大小,那麼。保持原有狀態不變。如果n大於原來p之前指向的空間大小,那麼,系統將重新為p從堆上分配一塊大小為n的記憶體空間,同時,將原來指向空間的內容依次複製到新的記憶體空間上,p之前指向的空間被釋放。relloc函式分配的空間也是未初始化的。
注意:使用malloc函式,calloc函式和realloc函式分配的記憶體空間都要使用free函式或指標引數為NULL的realloc函式來釋放。
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main() {
int * p=NULL;
p=(int *)malloc(sizeof(int));
*p=3;
printf("p=%p\n",p);
printf("*p=%d\n",*p);
p=(int *)realloc(p,sizeof(int));
printf("p=%p\n",p);
printf("*p=%d\n",*p);
p=(int *)realloc(p,3*sizeof(int));
printf("p=%p\n",p);
printf("*p=%d",*p);
//釋放p指向的空間
realloc(p,0);
p=NULL;
return 0;