C语言编程—内存管理

C言语中的动态内存办理。C言语为内存的分配和办理供给了几个函数。这些函数能够在 <stdlib.h> 头文件中找到。

在C言语中，内存是通过指针变量来办理的。指针是一个变量，它存储了一个内存地址，这个内存地址能够指向任何数据类型的变量，包含整数、浮点数、字符和数组等。C言语供给了一些函数和运算符，使得程序员能够对内存进行操作，包含分配、开释、移动和仿制等。

留意： void * 类型表明未确定类型的指针。C、C++ 规定 void * 类型能够通过类型转化强制转化为任何其它类型的指针。

动态分配内存

编程时，假如您预先知道数组的巨细，那么界说数组时就比较简单。例如，一个存储人名的数组，它最多容纳 100 个字符，所以您能够界说数组，如下所示：

char name[100];

但是，假如您预先不知道需求存储的文本长度，例如您想存储有关一个主题的详细描绘。在这里，咱们需求界说一个指针，该指针指向未界说所需内存巨细的字符，后续再根据需求来分配内存，如下所示：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
int main()
{
   char name[100];
   char *description;
   strcpy(name, "Zara Ali");
   /* 动态分配内存 */
   description = (char *)malloc( 200 * sizeof(char) );
   if( description == NULL )
   {
      fprintf(stderr, "Error - unable to allocate required memory\n");
   }
   else
   {
      strcpy( description, "Zara ali a DPS student in class 10th");
   }
   printf("Name = %s\n", name );
   printf("Description: %s\n", description );
}

当上面的代码被编译和执行时，它会发生下列成果：

Name = Zara Ali
Description: Zara ali a DPS student in class 10th

上面的程序也能够运用 calloc() 来编写，只需求把 malloc 替换为 calloc 即可，如下所示：

calloc(200, sizeof(char));

当动态分配内存时，您有完全控制权，能够传递任何巨细的值。而那些预先界说了巨细的数组，一旦界说则无法改变巨细。

从头调整内存的巨细和开释内存

当程序退出时，操作系统会主动开释所有分配给程序的内存，但是，主张您在不需求内存时，都应该调用函数 free() 来开释内存。

或许，您能够通过调用函数 realloc() 来添加或削减已分配的内存块的巨细。让咱们运用 realloc() 和 free() 函数，再次查看上面的实例：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
int main()
{
   char name[100];
   char *description;
   strcpy(name, "Zara Ali");
   /* 动态分配内存 */
   description = (char *)malloc( 30 * sizeof(char) );
   if( description == NULL )
   {
      fprintf(stderr, "Error - unable to allocate required memory\n");
   }
   else
   {
      strcpy( description, "Zara ali a DPS student.");
   }
   /* 假定您想要存储更大的描绘信息 */
   description = (char *) realloc( description, 100 * sizeof(char) );
   if( description == NULL )
   {
      fprintf(stderr, "Error - unable to allocate required memory\n");
   }
   else
   {
      strcat( description, "She is in class 10th");
   }
   printf("Name = %s\n", name );
   printf("Description: %s\n", description );
   /* 运用 free() 函数开释内存 */
   free(description);
}

当上面的代码被编译和执行时，它会发生下列成果：

Name = Zara Ali
Description: Zara ali a DPS student.She is in class 10th

您能够尝试一下不从头分配额外的内存，strcat() 函数会生成一个过错，由于存储 description 时可用的内存不足。

C 言语中常用的内存办理函数和运算符

• malloc() 函数：用于动态分配内存。它承受一个参数，即需求分配的内存巨细（以字节为单位），并回来一个指向分配内存的指针。
• free() 函数：用于开释从前分配的内存。它承受一个指向要开释内存的指针作为参数，并将该内存标记为未运用状况。
• calloc() 函数：用于动态分配内存，并将其初始化为零。它承受两个参数，即需求分配的内存块数和每个内存块的巨细（以字节为单位），并回来一个指向分配内存的指针。
• realloc() 函数：用于从头分配内存。它承受两个参数，即一个从前分配的指针和一个新的内存巨细，然后尝试从头调整从前分配的内存块的巨细。假如调整成功，它将回来一个指向从头分配内存的指针，否则回来一个空指针。
• sizeof 运算符：用于获取数据类型或变量的巨细（以字节为单位）。
• 指针运算符：用于获取指针所指向的内存地址或变量的值。
• & 运算符：用于获取变量的内存地址。
• • 运算符：用于获取指针所指向的变量的值。
• -> 运算符：用于指针访问结构体成员，语法为 pointer->member，等价于 (*pointer).member。
• memcpy() 函数：用于从源内存区域仿制数据到方针内存区域。它承受三个参数，即方针内存区域的指针、源内存区域的指针和要仿制的数据巨细（以字节为单位）。
• memmove() 函数：类似于 memcpy() 函数，但它能够处理重叠的内存区域。它承受三个参数，即方针内存区域的指针、源内存区域的指针和要仿制的数据巨细（以字节为单位）。

malloc与calloc没有本质区别，malloc之后的未初始化内存能够运用memset进行初始化。

首要的不同是malloc不初始化分配的内存，calloc初始化已分配的内存为0。

次要的不同是calloc回来的是一个数组，而malloc回来的是一个目标。

calloc等于malloc后再memset，所以malloc比calloc更高效。

分配内存空间函数malloc 调用形式: (类型说明符*) malloc (size) 。

分配内存空间函数 calloc calloc 也用于分配内存空间。

为什么多用malloc而很少用calloc？

由于calloc虽然对内存进行了初始化（悉数初始化为0），

calloc相当于

p = malloc();

memset(p, 0,size);

相对于malloc多了对内存的写零操作，而写零这个操作咱们有时候需求，而大部分时刻不需求。