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C语言 内存管理精讲(malloc,calloc,free,relloc使用)

内存管理


自定义类型
简单的用一个新的类型名代替原有的类型名


typedef int Integer;
int i,j;
Integer k;


//声明结构体
typedef struct{


   int month;
   int day;
   int year;
}Date;                   //用typedef 生命的结构体,原结构体变量变成了一个新的类型了


Date birthday;    
Date *p;


//定义数组
typedef int Num[100];
Num a;


//定义指针
typedef char *String
String p,s[10];


//定义返回值为int类型无参数的函数指针
typedef int (*pointer)();
pointer p1,p2;


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typedef 只是对已经存在的类型制定一个新的类型名,而没有创造新的类型
用typedef声明数组类型 指针类型 结构体类型 共用体类型 枚举类型等
typedef 与 #define 表面上有相似之处
当不同的源文件中用到同一类型的数据时,常用typedef声明一些数据类型,可以吧所有的typedef名称声明单独放在一个头文件中
使用typedef名称有利于程序的通用与移植,有时程序会依赖与硬件的特性,用typedef类型便于移植。


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使用位域定义与结构体相仿
格式:
struct 位域结构名{
  
       类型说明   位域名:位域长度;


}


位域长度不能超过该类型的位数
可以将该类型所占的其他位忽略
可以无位域名,表示填充或者调整位置


例如:
struct sta{


    unsigned int  a:4; //占用半个字节 4位
    unsigned int :0;    //空域 第一个字节的剩余位全清零
    unsigned int b:4;   //占用半个字节 4位
    unsigned int c:4;   //占用半个字节 4位


}
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|   a       |    空   |
|   b       |     c   |

 

再例如:
struct stb{


  int a:1;    //占用1位
  int  :2;     //表示 2个位 不用
  int b:3;    //占用3位
  int c:2;    //占用2位


}


|   a 1   |   空 2   |   b 3  |   c  2 |      //共占8个位


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动态内存管理
非静态的局部变量是分配在内存中的动态存储区,这个存储区是一个称为 栈  的区域


如:int a 存放在栈区


C语言 还允许建立动态分配区域,以存放一些临时用的数据,这些数据需要随时开辟,不需要的时候试试释放,这些数据是临时存放在一个特别
的自由存储区,成为 堆 区


如:全局变量 内存管理的手动分配单元  静态变量都是存在 堆区


关于静态和动态
静态内存分配是在程序执行之前进行的,因而效率比较高,但是它缺少灵活性,要求在程序执行之前,就知道所需要的内存的类型和数量
静态对象是有名字的变量,我们直接对起进行操作,而动态的对象是没有名字的变量,我们通过指针间接的对他进行操作
静态对象由编译器自动释放处理,动态变量需要手工释放


方法:


malloc 
calloc
free
realloc


1、malloc(大小)   分配到堆区
void * malloc(usingned int size);单位是(byte)字节数 
          其作用是在内容的动态存储区分配一个长度位 side 空间,此函数是一个指针型函数,返回的指针是该分配区域的开头的位置(或首地址)
 注意指针的类型位void 即不指向任何类型的数据,只提供一个地址。放什么类型的数据,强制转换位什么类型。
 如果函数未能成功申请到空间(内存不足),返回空指针 NULL


如:
//分配40个字节的连续空间,让a指向新空间的首地址
int *a =(int*)malloc(40);
//判读是否申请成功
if(a == NULL){


}


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练习:申请两个Student类型的空间


struct  Student stu;
*p = (struct *Student) malloc(sizeof(struct Strdent)*2);
//判断
if(p==NULL){


}


另一种:使用typedef
typedef struct Student{


  …..
……
}stu;


stu *p = (stu*) malloc( sizeof(stu)*2 );
//判断
if(p==NULL){


}
=========================


2、 calloc(数量,大小)  分配到堆区


viid * calloc(unsigned n,unsigned size);   上例改为 int a = sizeof(stu);   stu *b = (stu*) calloc(2,a);
其作用是在内存的动态存储区中分配n个长度位 size的连续空间,这个空间一般比较大,足以保存一个数组
可以为一维数组开辟动态存储空间,n为数组元素个数,每个元素长度位size,这就是动态数组。


calloc  ----->malloc
如:calloc(m,n)   ---->malloc(m*n);


malloc  ----->calloc
如:malloc(a)  ---->calloc(1,a);


例如:int *a = (int*)calloc(10,sizeof(int));  if(a==NULL)  40个字节,等于分配长度为 10 的一维数组

 


3、free(指针变量) 
void free(void *p);   p=NULL;
其作用是释放指针变量p所指向的动态空间,这部分空间能重新被其他变量使用,p应是最近一次调用calloc或malloc函数时得到的函数返回值
free(p)释放指针变量p所指向的已分配的动态空间,但是注意,当p被释放后,p变为野指针,所以一定要加一句  p=NULL或p=0;
free函数无返回值
动态分配的空间用完后,必须要释放。


***** 注意 *****
在使用malloc或者cmalloc申请空间时,如 int *p  = (int*)malloc(40); 
p指针不允许进行 ++p  或者 --p,这样将导致 部分内存区域无法归还,导致内存泄露。


4、realloc(指针,大小)
void *realloc(void *p,unsigned int size);
如果已经通过malloc函数获取到了动态的空间,想改变大小,可以使用relloc函数重新分配
用realloc 函数讲p所指向动态空间的大小改为size,p的值不变,如果重新分配不成功,返回NULL(  "p=(int*)relloc(p,20)"  这句话有问题,一旦重新分配不成功,p=NULL,将会导致p指向的原来的空间也无法找到,无法归还,将导致内存泄露);

补充:软件开发 , C语言 ,
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