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【C语言进阶】C语言动态内存管理:深入理解malloc、calloc与realloc

本文将带领读者从基础概念出发,逐步深入探索C语言中的内存分配函数(如malloc、calloc、realloc)和内存释放函数(如free)的使用方法,以及如何通过合理的内存管理策略来避免常见的内存问题...如果调整成功,realloc 会返回指向新内存块的指针,这个新内存块包含了原始数据(在可能的情况下),并且大小已经调整为新的大小 如果调整失败,realloc 会返回 NULL 指针,并且原始的内存块不会被释放...C/C++程序的内存开辟 C/C++程序内存分配的几个区域: 栈区(stack):在执行函数时,函数内局部变量的存储单元都可以在栈上创建,函数执行结 束时这些存储单元自动被释放。...栈区主要存放运行函数而分配的局部变量、函数参数、返回数据、返 回地址等 堆区(heap):一般由程序员分配释放, 若程序员不释放,程序结束时可能由OS回收 。...通过掌握malloc、calloc、realloc和free等函数的使用,我们学会了如何在程序运行时根据需要动态地分配和释放内存空间,这为编写高效、灵活且可维护的代码提供了无限可能 然而,正如任何强大工具都伴随着责任一样

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C++内存管理深度总结(近万字详解!)

以下是一个简化的代码示例,展示了如何在C语言中使用这些函数来动态分配、使用和释放内存: #include #include int main()...分配策略: 默认情况下,operator new使用全局的堆内存进行分配。 可以定制以使用特定的内存池、栈内存、或其他内存源。...当我们使用new运算符创建MyClass对象时,会调用自定义的operator new函数进行内存分配。...返回指针: 最后,new 运算符会返回一个指向新创建对象的指针,这个指针可以用于在程序中访问和操作对象。...在大多数情况下,普通的 new 和 delete 表达式以及智能指针(如 std::unique_ptr 和 std::shared_ptr)提供了更安全、更易于管理的内存管理方式。

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    彻底摘明白 C++ 的动态内存分配原理

    它们不涉及对象的构造和析构,只是简单地分配和释放内存。详细介绍malloc函数malloc函数用于分配指定大小的内存块,返回一个指向该内存块的指针。如果分配失败,返回NULL。...**不匹配使用**:new必须与delete配对使用,new[]必须与delete[]配对使用,malloc、calloc、realloc必须与free配对使用。如何避免动态内存分配导致的内存泄漏?...在C++中,动态内存分配如果管理不当很容易导致内存泄漏,即程序中已分配的内存不再被使用,但却没有被释放,随着程序的运行,可用内存会逐渐减少。以下是一些避免动态内存分配导致内存泄漏的方法:1....使用智能指针智能指针是C++标准库提供的一种类模板,它可以自动管理动态分配的内存,当智能指针的生命周期结束时,会自动释放所指向的内存。...异常安全在使用动态内存分配时,要确保在发生异常的情况下也能正确释放内存。可以使用try-catch块来捕获异常,并在catch块中释放内存。但使用智能指针可以更方便地实现异常安全。

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    【编程基础】C语言内存使用的常见问题

    在最坏情况下,编译链接正常,但不同文件对同名全局变量读写时相互影响,引发非常诡异的问题。这种风险在使用无法接触源码的第三方库时尤为突出。 【对策】 尽量避免使用全局变量。...直接使用这些变量会导致不可预料的后果,且难以排查。 指针未初始化(野指针)或未有效初始化(如空指针)时非常危险,尤以野指针为甚。 【对策】 在定义变量时就对其进行初始化。...三、 堆区内存 1 内存未初始化 通过malloc库函数分配的动态内存,其初值未定义。若访问未初始化或未赋初值的内存,则会获得垃圾值。当基于这些垃圾值控制程序逻辑时,会产生不可预测的行为。...3 内存释放失败 内存释放失败的主要原因有: 1) 释放未指向动态内存的指针; 2) 指向动态内存的指针在释放前被修改; 3) 内存越界,导致malloc等分配函数所维护的管理信息被破坏; 4) 内存重复释放...与之相似的是,为完成某功能需要连续申请一系列动态内存。但当某次分配失败退出时,未释放系列中其他已成功分配的内存。 7 使用已释放堆内存 动态内存被释放后,其中的数据可能被应用程序或堆分配管理器修改。

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    嵌入式笔面试知识储备

    文章目录 @[toc] 堆和栈的区别 数据结构中的堆和栈 内存分配中的堆和栈 数据结构 二叉树的性质 判断合法的出栈序列 算法相关 排序算法的时间复杂度和空间复杂度 this指针 以太网相关...分配效率 ​ 栈:栈内存分配运算内置于处理器的指令集中,它的效率一般很高 ​ 堆:由函数库提供,机制复杂(由链表记录空闲内存区域),分配效率比栈要低得多 内存碎片 ​ 栈:不会存在这个问题 ​ 堆:频繁分配和释放不同大小的堆空间会造成内存空间的不连续...Ramfs/Tmpfs 基于内存的文件系统,工作于虚拟文件系统层(VFS),不能格式化,可以创建多个,在创建时可以指定其最大能使用的内存大小。可以存储一些临时性或经常要修改的数据。...可重入函数的条件: 不使用任何(局部)静态或全局的非const变量。 不返回任何(局部)静态或全局的非const变量的指针。 仅依赖与调用方提供的参数。 不依赖任何单个资源的锁(mutex等)。...请求和保持条件:当进程因请求资源而阻塞时,对已获得的资源保持不放。 不剥夺条件:进程已获得的资源在未使用完之前,不能剥夺,只能在使用完时由自己释放。

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    【C语言】void * 指针类型及其使用

    以下是一些常见的应用场景: 3.1 动态内存分配 在 C 和 C++ 中,动态内存分配函数如 malloc 和 calloc 返回的指针类型是 void *,因为它们可以分配任意类型的内存块。...这使得 void * 在某些场合非常有用,尤其是当我们需要编写通用函数、处理动态内存分配或实现泛型数据结构时。...理解内存管理 C语言允许程序员直接操作内存,因此对内存管理有充分的理解是非常必要的。学习如何使用malloc、calloc、free等函数进行动态内存分配,并避免内存泄漏和越界访问。...静态内存分配:如数组和结构体的使用。 动态内存分配:如使用malloc、calloc等进行内存分配。 内存泄漏:要确保在不再使用内存时,及时释放内存。 6....数组与链表:理解它们的差异和应用场景。 栈与队列:掌握它们的基本操作(入栈、出栈等)。 树和图:学习常见的树形结构(如二叉树)和图的表示方法。

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    堆和栈

    程序在系统上运行时,会为程序分配内存,有堆区 栈区 全局区 代码区 我们主要介绍堆区和栈区 栈区 由于是C语言复习,我不会讲一些汇编的东西,所有在这里讲的都是基于内存图和栈这种数据结构。...无限递归-一直在压栈 而没有清空栈 很快栈就会溢出 堆 栈是系统为内存自动分配和销毁的一种数据结构,而堆需要程序员手动分配和创建,因此也被叫做动态内存 为了使用动态内存,需要介绍几个堆的操作函数malloc...这块内存空间在函数执行完成后不会被初始化,它们的值是未知的。如果希望在分配内存的同时进行初始化,请使用 calloc()函数。...返回申请内存的首地址 否则返回NULL 原返回类型是未知类型的指针 我们可以转换成我们需要的指针通过强转 首先在栈区创建一个整型指针 然后用malloc在堆区申请一段4个字节的内存地址,并用p指向这段内存...可以看出来第一次申请的内存地址被释放之后 第二次申请的内存地址和第一次是一样的,指针还是指向了这个内存 如何在堆中申请一块存放数组的空间 首先申请一个可以存放数组大小的内存空间 malloc(20*sizeof

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    C++面试题

    内存泄漏的场景: malloc和free未成对出现;new/new []和delete/delete []未成对出现; 在堆中创建对象分配内存,但未显式释放内存;比如,通过局部分配的内存,未在调用者函数体内释放...;比如,类中包含指针成员变量,在未定义拷贝构造函数或未重载赋值运算符的情况下,编译器会调用默认的拷贝构造函数或赋值运算符,以逐个成员拷贝的方式来复制指针成员变量,使得两个对象包含指向同一内存空间的指针,...:编译期间分配内存,整个程序运行期间都存在,如全局变量、静态变量等。...静态内存分配是在编译时期完成的,不占用CPU资源;动态内存分配是在运行时期完成的,分配和释放需要占用CPU资源; 静态内存分配是在栈上分配的;动态内存分配是在堆上分配的; 静态内存分配不需要指针或引用类型的支持...浅拷贝只复制指向某个对象的指针,而不复制对象本身,新旧对象还是共享一块内存;而深拷贝会创造一个相同的对象,新对象与原对象不共享内存,修改新对象不会影响原对象。 10、字节对齐的原则是什么?

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    C++ 动态内存

    什么是动态内存 程序中所使用的对象都有着严格的生存期,全局对象在程序启动时分配,在程序结束时销毁;局部对象在进入其定义所在的程序块时被创建,在离开块时销毁。...动态内存的创建和销毁 new : 在动态内存中为对象分配空间并返回一个指向该对象的指针,可以在分配空间的同时对对象进行初始化。...动态内存的使用非常容易出现问题,比较常见的问题是忘记释放内存,产生内存泄漏的问题;另外是有指针引用内存的情况下释放了内存,会产生引用非法内存的指针的问题。...尤其是使用智能指针能够在动态对象不再使用时释放动态对象的特性,使得内存的使用变得非常容易。 除了采用make_shared创建和初始化智能指针,我们还可以用new返回的指针来初始化智能指针。 ?...我们推荐使用make_shared而不是采用new的方式,这是因为采用make_shared的方式能在分配对象的同时就讲shared_ptr与内存进行绑定,避免了无意中将同一块内存绑定到多个独立创建的shared_ptr

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    【C++】指针的基础概念与应用解析

    前言 C++ 编程语言是一个强大且灵活的语言,具有许多高级特性,其中之一就是指针。指针在许多情况下都是不可或缺的,尤其是在处理动态内存分配和引用传递时。...1.2 为什么使用指针? 指针的使用可以使得程序更加灵活。具体来说,指针有以下几个优点: 动态内存管理:通过指针可以动态地申请和释放内存空间。...进阶分析:指针的重要性与应用场景 3.1 动态内存分配 在 C++ 中,使用指针可以实现动态内存分配。这对于程序中需要大量数据的情况下,尤其重要。...内存管理: 理解指针的用法,掌握动态内存分配(new 和 delete)。 学习如何避免内存泄漏,熟悉智能指针(如std::unique_ptr 和 std::shared_ptr)。...理解异常的用途以及如何设计健壮的代码。 建议:尝试开发一个小型项目,比如一个学生管理系统,综合应用类、STL、指针和动态内存分配。 3.

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    【C语言动态内存管理】—— 智能分配与精准释放之道,打造高效内存循环

    存储内容细节: 堆可以存储各种类型的数据结构和数据量。例如,大型的动态数组、复杂的树结构或图结构(如二叉树的节点、图的顶点和边等)如果是通过动态分配内存创建的,就存储在堆中。...堆是一个由程序员手动管理的内存区域,用于动态内存分配。例如,如果你想在程序中创建一个动态数组来存储整数,并且在运行时才能确定数组的大小n,就可以使用malloc来分配内存。...功能概述: free函数的主要功能是释放之前通过动态内存分配函数(如malloc)在堆(heap)上分配的内存空间。...这在很多情况下非常有用,例如当需要创建一个数组并且希望所有元素初始值为 0 时,calloc就可以很好地完成这个任务。...3.4.3、 realloc的返回值 基于realloc的扩容机制,realloc在使用时要特别注意返回值问题,不能直接将返回值赋值给ptr,如果扩容失败返回值NULL会将ptr覆盖,不仅会导致原有开辟内存空间丢失

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    第 12 章 动态内存

    栈内存——定义在函数内的非 static对象,当进入其定义所在的程序块时被创建,在离开块时被销毁。 堆内存——存储动态分配的对象,即那些在程序运行时分配的对象。...程序需要在多个对象间共享数据,一般情况下对象的拷贝都是类值拷贝,会发生对象的拷贝构造和析构;而使用动态内存共享数据,则是类指针拷贝,所存储的数据没有发生变化,只是新定义一个指针来指向这些已有数据。...通常情况下,编译器不能分辨一个指针指向的是静态还是动态分配的对象。类似的,编译器也不能分辨一个指针所指向的内存是否已经被释放了。...不 delete get()返回的指针。 不使用 get()初始化或 reset另一个智能指针,这可能会造成二次 delete。...可以使用 new T[]或类型别名的形式分配一个动态对象数组,默认情况下,该数组是未初始化的。方括号中的大小必须是整数,但不必是常量。

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    【C语言】关于指针各项细节以及与其他知识点关联

    指针与动态内存分配 在C语言中,动态内存分配允许程序在运行时分配内存。指针是动态内存分配的基础,用于指向分配的内存块。...malloc 和 free:使用malloc函数分配动态内存,free函数释放内存。...悬空指针的产生:悬空指针常常在释放内存后未将指针重置为NULL的情况下产生。...动态内存分配的必要性:当程序需要根据输入或运行时条件动态分配内存时,必须使用指针和相关的内存管理函数(如malloc、calloc等)。 避免内存泄漏:内存泄漏是指分配的内存没有正确释放。...(如gdb)可以帮助追踪指针操作中的错误,尤其是在内存分配或访问未初始化的内存时。

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    C++的性能救星,为什么是它?

    它们的生命周期管理完全由编译器自动控制,且这些操作是简单的内存拷贝或指针传递,通常不涉及动态内存分配或复杂的资源管理。...无复杂的资源管理:平凡类型通常不涉及动态内存分配,资源的管理简单,通常只有基本数据成员,不包含引用、指针或复杂对象。...但是shared_ptr、unique_ptr等智能指针不是平凡类型,因为它们涉及动态内存分配和复杂的资源管理。 枚举类型: - 枚举类型也是平凡类型。...使用建议 针对于平凡类型,以下是一些建议: 对于内置类型,如int、float等,尽量使用它们,以减少内存开销和性能开销。 对于结构体,尽量将其设计为平凡类型,以减少性能开销。...对于类,仅在不涉及动态内存分配、虚函数或多态性的情况下才设计为平凡类型,通常为非平凡类型。 总结 综上所述,平凡类型是C++中性能优化的重要工具。

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    动态内存与智能指针

    delete 接受一个动态对象的指针,销毁对象并释放相关内存 动态内存的管理十分困难,有时候会忘记释放内存,这种情况下会产生内存泄漏。...有时在尚有指针引用内存的情况下我们就释放了它,在这种情况下就会产生引用非法内存的指针。 为了更容易也更安全的使用动态内存,新的标准提供了两种智能指针类型来管理动态对象。... 类型 shared_ptr p2(new int(1024)); //正确 默认情况下一个用来初始化智能指针的普通指针必须指向使用new创建的动态内存(malloc 创建的需要自定义释放操作...为了方便的使用智能指针,我们必须坚持一些基本原则: 不使用相同的内置指针初始化多个智能指针 不delete get函数返回的指针 不使用get初始化或者reset另一个指针指针 如果使用get返回的指针...在创建或者reset 一个这种unique_ptr 类型的对象时,必须提供一个指定类型的可调用对象 weak_ptr weak_ptr 是一种不控制所指向对象生存期的智能指针,它指向由一个shared_ptr

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    【C++】智能指针详解

    动态内存管理经常会出现两种问题:一种是忘记释放内存,会造成内存泄漏;一种是尚有指针引用内存的情况下就释放了它,就会产生引用非法内存的指针。...make_shared函数: 最安全的分配和使用动态内存的方法就是调用一个名为make_shared的标准库函数,此函数在动态内存中分配一个对象并初始化它,返回指向此对象的shared_ptr。...默认情况下,如果new不能分配所需的内存空间,他会抛出一个bad_alloc的异常,我们可以改变使用new的方式来阻止它抛出异常 //如果分配失败,new返回一个空指针 int *p1 = new int...动态内存的一个基本问题是可能多个指针指向相同的内存 shared_ptr和new结合使用 如果我们不初始化一个智能指针,它就会被初始化成一个空指针,接受指针参数的职能指针是explicit的,因此我们不能将一个内置指针隐式转换为一个智能指针...使用我们自己的释放操作 默认情况下,shared_ptr假定他们指向的是动态内存,因此当一个shared_ptr被销毁时,会自动执行delete操作,为了用shared_ptr来管理一个connection

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    【C语言】内存的动态分配与释放

    再比如我们创建一个数组,如: int arr[10]={0}; 这时数组内容仍然存储在栈区中,由编译器分配空间存储或销毁. 这样的内存使用方式有两个特点: 内存空间开辟大小是固定的....,则返回一个指向已分配的空间开头的指针;若分配失败,则返回空指针 如果想了解更多关于malloc()函数相关信息,如malloc()函数参数的设定,返回值的设定,以及malloc()函数的具体使用方法等相关知识的...,该空间内的所有位都会初始化为0 返回值 若分配成功,则返回一个指向已分配的空间开头的指针;若分配失败,则返回空指针 如果想了解更多关于calloc()函数相关信息,如calloc()函数参数的设定...,重新分配为size大小 返回值 若分配成功,则返回一个指向已分配的空间开头的指针;若分配失败,则返回空指针 如果想了解更多关于realloc()函数相关信息,如realloc()函数参数的设定,返回值的设定...功能 释放ptr指向的空间,让这部分空间能继续用于之后的动态分配.当ptr为空指针时,不执行任何操作.除此之外,当实际参数与之前通过malloc(),calloc(),realloc()返回的指针不一致时

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    20道必须掌握的C++面试题

    如:vector、list、deque、stack、queue、heap、priority_queue、slist; 关联式容器,内部结构基本上是一颗平衡二叉树。...其操作方式类似于数据结构中的栈; 2、堆(操作系统):一般由程序员分配释放, 若程序员不释放,程序结束时可能由OS回收,分配方式倒是类似于链表。...面对内存泄漏和指针越界,你有哪些方法?你通常采用哪些方法来避免和减少这类错误? 答:用动态存储分配函数动态开辟的空间,在使用完毕后未释放,结果导致一直占据该内存单元即为内存泄露。...使用的时候要记得指针的长度。 malloc的时候得确定在那里free. 对指针赋值的时候应该注意被赋值指针需要不需要释放. 动态分配内存的指针最好不要再次赋值. 问15:常用的排序算法有哪些?...它们都可用于申请动态内存和释放内存。 2、对于非内部数据类型的对象而言,光用maloc/free无法满足动态对象的要求。对象在创建的同时要自动执行构造函数,对象在消亡之前要自动执行析构函数。

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    C语言动态内存管理

    然而,动态内存管理也带来了一些挑战,如内存泄漏、越界访问和悬挂指针等问题。掌握这些动态内存管理的基本概念和技术,对于编写高效、稳定的C程序至关重要。...在动态内存管理中,指针用于访问和操作堆上分配的内存。 3.内存分配 动态内存分配允许在程序运行时请求堆内存。在C语言中,使用特定的函数在堆上分配内存。...free(ptr); ptr = NULL; 5.避免内存泄漏 确保每个分配的内存块都有对应的 free 调用。使用工具如 Valgrind 可以帮助检测内存泄漏。...6.避免内存越界 分配内存时应考虑实际使用情况,避免超出分配的内存范围。使用工具如 AddressSanitizer 可以检测内存越界问题。...扩展阅读: C语言结构体里的数组和指针 我们想要创建一个简单的动态数组结构,这个结构包含一个整数来表示数组的长度,后面跟着一个柔性数组来存储实际的数据。

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    关于我、重生到500年前凭借C语言改变世界科技vlog.22——动态内存管理dě查缺补漏

    本篇是对上一篇动态内存管理的总结提升,能够更好地帮助你理解使用动态内存管理 1.动态内存的魔鬼细节 1.1 对空指针解引用 void test() { int *p = (int *)malloc...} 解析: 这里没有开辟动态内存,只是创建了指针变量,并不是说只要是内存都能被 free 释放,free 函数在 C 语言中是用于释放通过动态内存分配函数(如 malloc、calloc、realloc...int 类型数据的内存空间,将其赋值给指针 p,在对该内存进行了必要的操作(如赋值等)之后,再使用 free 函数来释放这块动态分配的内存 1.4 使用 free 只释放一部分动态内存 void test...,由于没有调用 free 函数来归还这块动态分配的内存给系统的堆内存管理系统,随着程序的运行,如果多次调用 test 函数或者类似的函数进行大量的动态内存分配操作而不释放,就会导致内存泄漏 修改后的代码...str = NULL; } } 通过创建二级指针,实现传址调用,并且在 Test 函数使用完内存后,通过 free 释放所分配的内存,避免内存泄漏,并将 str 重新赋值为 NULL

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