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动态内存分配

news 2025/9/7 8:36:42

1.常用函数

笔记

代码malloc(掌握）

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
int main()
{//1.利用malloc函数申请一片连续的空间//需求：申请一片空间，要存储100个int类型的整数//返回这片空间的首地址，，所以可以用指针来记录int*p= malloc(100 * sizeof(int));//得考虑通用性//打印一下p所记录的内存地址printf("%p\n", p);//此时用malloc这个函数，申请出来的空间，他里面是没有默认值的，如果说在这个下面强行获取，这些数据是乱七八糟的数据printf("%d\n", *p);//这个是错误的写法//在后面直接*p解引用就可以了，现在是100个int，此刻打印出的就是第一个int的值//所以使用之前要先赋值//2.赋值for (int i = 0; i < 100; i++){//第一种赋值//*(p + i) = (i + 1) * 10;//等号右边相当于现在要赋的100个整数，10 20 30 40 50 60。。。//等号左边：第一次循环时，i是0，这个指针就不做任何偏移，再进行解引用，相当于把10赋值给了上面100个整数当中的第一个//第二次循环时，i=1,相当于就是把这个指针往后偏移了一个单位，那么一个单位是跟指针的 步长有关系的，// 往后一步4个字节，那指的就是第二个int类型的整数了，所以就把20赋值给了第二个整数//循环之后就表示100个整数全部已经复制完毕//第二种赋值//可以仿照数组的写法，上面这个空间也是连续的，内存的结构跟数组几乎一模一样，p[i] = (i + 1) * 10;//其实数组这种方式在底层，在真正运行时，他会把这个p和i进行解析，最终还是解析成p+i,再把这个整体进行解引用//所以在底层其实就是拿着p也就是那个指针往后偏移了几个单位，然后再解引用//i[p]这样也是可以的，就是以这种方括号的形式来进行书写的话，他的底层会进行解析的，// 把外面的和里面的相加，把这个整体再进行解引用}//3.遍历（把100个整数全部打印出来）for (int i = 0; i < 100; i++){//法一//printf("%d ", *(p + i));printf("%d ", p[i]);//法2}return 0;
}

Calloc(了解）

realloc(了解）

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
int main()
{//1.利用malloc函数申请一片连续的空间//需求：申请一片空间，要存储100个int类型的整数//返回这片空间的首地址，，所以可以用指针来记录int*p= malloc(100 * sizeof(int));//得考虑通用性//int* p = calloc(10, sizeof(int));//打印一下p所记录的内存地址//printf("%p\n", p);//2.赋值for (int i = 0; i < 10; i++){//第一种赋值//*(p + i) = (i + 1) * 10;//等号右边相当于现在要赋的100个整数，10 20 30 40 50 60。。。//第二种赋值p[i] = (i + 1) * 10;}//4.扩容，20个int类型的整数int*pp=realloc(p, 20 * sizeof(int));//第一个参数，就是把p，也就是原来空间的这个指针给他传递过去，后面就是字节的多少//此时，这个函数也会返回一个内存地址，而且原来空间里面的数据他不会丢，他会把原来的数据一起的拷贝到新的空间当中//3.遍历（把100个整数全部打印出来）for (int i = 0; i < 20; i++){//printf("%d ", *(p + i));printf("%d ", p[i]);}//首先一开始是申请了一片连续的空间，存储10个int类型的整数，下面呢可以给他赋值10个int类型的整数，// 复制完之后，我把这个空间进行扩容，新的空间要存储20个int类型的数据，那么在扩容的同时，他会把原本的10个整数赋值过去//所以说下面我们在遍历的时候，会发现前面10个还是原来的  ，后面的没有赋值，所以就是一些乱七八糟的数据return 0;}

free(掌握）

不管是用哪种方式去申请内存的空间，那么这个空间如果说你不释放的话，空间在内存当中永远存在，如果说这样的空间越来越多，总有一天内存会放不下，所以说当这个空间不需要了，一定要随手把他给释放掉

2.malloc函数的细节点

1，malloc创建空间的单位是字节

2，malloc返回的是void类型的指针，没有步长的概念，也无法获取空间中的数据，需要强转3，malloc返回的仅仅是首地址，没有总大小，最好定义一个变量记录总大小指的是元素的个数

4，malloc申请的空间不会自动消失，如果不能正确释放，会导致内存泄露

5，malloc申请的空间过多，会产生虚拟内存

6，malloc申请的空间没有初始化值，需要先赋值才能使用

7，free释放完空间之后，空间中数据叫做脏数据，可能被清空，可能被修改为其他值

8，calloc就是在malloc的基础上多一个初始化的动作

9，realloc修改之后的空间，地址值有可能发生变化，也有可能不会改变，但是原本的数据不会丢失10，realloc修改之后，无需释放原来的空间，函数底层会进行处理

#include <stdio.h>
#include<stdlib.h>
void method(int* p, int size);int main()
{//5，malloc申请的空间过多，会产生虚拟内存// // 虚拟：假的// 当申请的空间过多，因为每一个内存空间不会在刚申请的时候就立马使用// 所以c语言并不会立马就在内存中去开辟空间，而是什么时候存储数据了，才会真正的分配空间// 目的：为了提高内存的使用效率//表示单次申请空间的字节大小（1G）int number = 1024 * 1024 * 1024;//利用循环不断地申请空间//malloc   申请空间//如果申请空间成功，返回这个空间的首地址//如果申请失败，返回NULLint count=0;while (1){int *p = malloc(number);//每次申请一个G的内存空间，用指针来记录count++;if (p == NULL){printf("申请失败");break;}printf("内存%d申请成功%p\n", count, p);}return 0;}

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
int main()
{//1.申请一片连续的空间存储10个int类型的整数int* p1 = malloc(10 * sizeof(int));int size = 10;printf("修改之前的内存地址为：%p\n", p1);//给这片空间赋值for (int i = 0; i < size; i++){*(p1 + i) = (i + 1) * 10;}//3.修改大小int* p2 = realloc(p1, 20 * sizeof(int));//p1，相当修改的就是这个空间 malloc(10 * sizeof(int));//这个空间要修改多大，即 20 * sizeof(int)表示修改之后要存储20个int 类型的整数printf("修改之后的内存地址为：%p\n", p2);size =20;//realloc修改之后，无须释放原来的空间，函数底层会进行处理//如果内存地址没变，底层在原来空间的后面接着申请的//如果内存地址变了，申请一个新的大的空间，把原来的数据拷贝到新的空间当中，再把原来的空间给free掉//4.遍历printf("遍历空间中的数据为：\n");for (int i = 0; i < size; i++){printf("%d ", *(p2 + i));//用p2进行遍历}printf("\n");return 0;}

3.c语言的内存结构

代码区：当程序在运行的时候，他会先把代码加载到代码区，临时存储

栈：函数在调用的时候，会进栈执行，当函数里面所有的代码全部执行完了之后，就会从栈里面出去

而函数里面定义的变量或者是数组其实也是在栈里面的，

静态区：但是如果说变量前面加上了static，或者把变量的定义写在函数外面了，这个时候就不在栈里面了，变成全局变量，

未初始化静态区：那么此时变量还没有赋值，就会在未初始化静态区

初始化静态区：如果说已经赋值了，就会在初始化静态区

常量区：如果说指针加双引号的形式定义的字符串，那么字符串的底层其实就是字符数组，而这个数组是放在常量区的，一旦放在这，就会有2个细节：一个是里面的内容不能修改，一个是会有一个复用机制

堆：只有用malloc,calloc,realloc这样3个函数申请出来的空间，才会在堆里面

4.变量数组在内存中的运行情况

首先，程序要运行的时候，他会把所有的代码都临时加载到代码区当中，进行存储，在代码区当中，他只是临时存储，不会去运行里面的代码，当程序开始运行的时候，编译器就会从上往下依次去检查代码，，看到main函数就会自动去调用他，这个时候main函数就会加载到栈里面，开始执行里面代码，而在main函数中，我一开始定义了2个变量，a和b，那么就在main函数里面开辟了2个小空间，分别存储数据10那么如果说在main函数当中下面的代码里面，要用到a和b,就会找这2个变量里面对应的值，变量存储的是什么，就使用什么，还有一个数组，所以在左边的main函数中，就定义了一个长度为3的数组，里面分别存储元素1，2，3，那么这3 个元素在内存当中，是连续不断的，现在在整个内存当中，是没有一个变量叫做arr的，arr现在表示的是数组这个整体，是这个大的空间，这也是为什么用sizeof去测量arr时会获取到整个数组占用多少字节的原因，只不过arr在参与计算的时候，他会退化为指向第一个元素的指针，当main函数里面的所有代码全部执行完毕了，整个时候main函数就会从栈里面出去，一旦函数从栈里面出去了，那么函数里面定义的所有的变量还有数组也会随之消失，函数里面所有变量和数组的生命周期都是跟函数有关的