動(dòng)態(tài)內(nèi)存規(guī)劃

用C語(yǔ)言寫程序時(shí)，因?yàn)檎Z(yǔ)言的一些特性使用數(shù)組的時(shí)候只能用常量來(lái)申明數(shù)組，就導(dǎo)致數(shù)組的內(nèi)存被卡得很死，不能根據(jù)我們的實(shí)際需求靈活的使用內(nèi)存空間。有些空間的大小在程序運(yùn)行時(shí)才能知道，那數(shù)組的編譯時(shí)開(kāi)辟空間的方式就不能滿足了，這時(shí)候就只有動(dòng)態(tài)開(kāi)辟內(nèi)存

動(dòng)態(tài)內(nèi)存函數(shù)的介紹

malloc函數(shù)

void* malloc(size_t size);

這個(gè)函數(shù)的 作用是向內(nèi)存申請(qǐng)一快連續(xù)可用的空間，并返回指向這塊空間的指針。

• 如果開(kāi)辟成功，則返回一個(gè)指向開(kāi)辟好空間的指針 。
• 如果開(kāi)辟失敗，則返回一個(gè)NULL指針，因此malloc的返回值一定要做檢查
• 返回值的 類型是void*，所以malloc函數(shù)并不知道開(kāi)辟空間的類型，具體在使用的 時(shí)候使用者自己來(lái)決定。
• 如果參數(shù)size為0，malloc的行為是標(biāo)準(zhǔn)未定義的，取決于編譯器

free函數(shù)

當(dāng)我們向內(nèi)存空間申請(qǐng)的空間 使用完之后一定要用free()函數(shù)將申請(qǐng)的內(nèi)存空間釋放掉，否則可能會(huì)導(dǎo)致內(nèi)存泄漏

void free(void* ptr)

• 如果參數(shù)ptr指向的空間不是 動(dòng)態(tài)開(kāi)辟的，那free函數(shù)的行為是未定義的。
• 如果參數(shù)ptr是NULL指針，則函數(shù)什么事都不用做。

// malloc函數(shù) 和 free函數(shù)的使用語(yǔ)法
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
int main(){
    int* arr = (int*)malloc(sizeof(int)*10); // 因?yàn)閙alloc函數(shù)的返回值是void*所以要進(jìn)行強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換
    if(arr == NULL){  // 判斷內(nèi)存是否開(kāi)辟成功
        printf("內(nèi)存開(kāi)辟失敗\n");
        return;
    }
    int i = 0;
    for(i = 0; i < 10; i++){ // 將數(shù)據(jù)放進(jìn)我們開(kāi)辟的空間中
        arr[i] = i;
    }
    for(i = 0; i < 10; i++){
        printf("%d",arr[i]); // 驗(yàn)證數(shù)據(jù)是否放進(jìn)去了
    }
    free(arr);// 使用完空間后將它釋放
    arr = NULL;
    return 0;
}

calloc函數(shù)

C語(yǔ)言還提供了一個(gè)函數(shù)叫做calloc，calloc函數(shù)也用來(lái)動(dòng)態(tài)內(nèi)存分配

void* calloc(size_t num, size_t size);

• 函數(shù)的功能是為 num個(gè)大小為size的元素開(kāi)辟一塊空間，并且把空間的每個(gè)字節(jié)初始化為0
• 與函數(shù)malloc的區(qū)別只在于calloc會(huì)在返回地址之前把申請(qǐng)的空間的每個(gè)字節(jié)初始化為全0

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
int main(){
    int* arr = (int*)calloc(10, sizeof(int));
    if(NULL != arr){
        int i = 0;
        for(i = 0; i < sizeof(int)*10; i++){
            printf("%d ",*((char*)arr+i));
        }
    }
    free(arr);
    arr = NULL;
    return 0;
}

realloc函數(shù)

realloc函數(shù)的出現(xiàn)讓動(dòng)態(tài)內(nèi)存管理更加靈活，有時(shí)我們會(huì)發(fā)現(xiàn)之前申請(qǐng)的空間太小了不夠用，有時(shí)也會(huì)覺(jué)得申請(qǐng)的空間太大用不了那么多。為了能夠更加靈活的管理內(nèi)存我們可以使用realloc函數(shù)對(duì)開(kāi)辟的內(nèi)存空間進(jìn)行調(diào)整

void* realloc(void* ptr, size_t size);

• ptr是要調(diào)整的內(nèi)存地址
• size是調(diào)整之后新的內(nèi)存大小
• 這個(gè)函數(shù)調(diào)整原內(nèi)存空間大小的基礎(chǔ)上，還會(huì)將原來(lái)內(nèi)存中的數(shù)據(jù) 移動(dòng)到新的空間
• realloc在調(diào)整內(nèi)存空間的內(nèi)存時(shí)有兩種情況，**第一種情況：**原有空間之后足夠大的空間，這時(shí)會(huì)在原有空間之后的連續(xù)空間開(kāi)辟新的空間。**第二種情況：**原有的空間之后沒(méi)有足夠大空間，這種情況是在堆空間上另找一個(gè)合適大小的連續(xù)空間來(lái)使用，這樣函數(shù)返回的是一個(gè)新的內(nèi)存地址。所以在用realloc函數(shù)調(diào)整空間的時(shí)候需要用一個(gè)臨時(shí)指針變量來(lái)存放realloc的返回值，再把變量有賦值給之前的指針變量

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
int main(){
    int* arr = (int*)malloc(sizeof(10));
    if(NULL != arr){
        // 業(yè)務(wù)處理
    }
    // 當(dāng)開(kāi)辟的空間用完時(shí)
    int* tmp = (int*)realloc(arr, sizeof(int)*20);
    if(NULL != tmp){
        arr = tmp;
    }
    return 0;
}

柔性數(shù)組

typedef struct arr_type{
    int i;
    int a[]; // 柔性數(shù)組成員
}type_arr;

• 結(jié)構(gòu)體中的柔性數(shù)組成員前面必須至少有一個(gè)其他成員。
• sizeof返回的 這種結(jié)構(gòu)大小不包括柔性數(shù)組的內(nèi)存。
• 包含柔性數(shù)組成員的結(jié)構(gòu)用malloc函數(shù)進(jìn)行 內(nèi)存的動(dòng)態(tài)分配，并且分配的內(nèi)存應(yīng)該大于結(jié)構(gòu)的大小，以適應(yīng)柔性數(shù)組的預(yù)期大小

typedef struct arr{
    int i;
    int a[];
}arr;
printf("%d\n",sizeof(arr));// 輸出的是4

柔性數(shù)組的使用

int main() {
	struct rou_arr* ps = (struct rou_arr*)malloc(sizeof(int) + 10 * sizeof(int));
	if (ps == NULL) {
		printf("%s", strerror(errno));
	}
	ps->i = 10;
	int i = 0;
	for (i = 0; i < 10; i++) {
		ps->arr[i] = i;
	}
	for (i = 0; i < 10; i++) {
		printf("%d ", ps->arr[i]);
	}
	// 對(duì)柔性數(shù)組進(jìn)行擴(kuò)容
	struct rou_arr* ptr = (struct rou_arr*)realloc(ps, sizeof(int) + sizeof(int) * 20);
	if (ptr == NULL) {
		printf("realloc is failure\n");
		return -1;
	}
	ps = ptr;
	for (i = 0; i < 20; i++) {
		ps->arr[i] = i;
	}
	for (i = 0; i < 20; i++) {
		printf("%d ", ps->arr[i]);
	}
	return 0;
}

柔性數(shù)組的好處有兩個(gè)，一是方便內(nèi)存釋放，二是有利于訪問(wèn)速度

總結(jié)

本篇文章就到這里了，希望能夠給你帶來(lái)幫助，也希望您能夠多多關(guān)注腳本之家的更多內(nèi)容！

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