C语言基础之动态内存操作汇总

#include <stdlib.h> //头文件

void *malloc(size_t size);//函数

size表示申请的空间字节数

函数的返回值：

成功：返回值空间起始地址

失败：NULL

特点：

分配指定大小的内存空间；

分配的内存空间是连续的；

需要手动释放内存；

malloc和free是配对使用的；

malloc和free不会自动初始化内存内容

注意：

malloc函数返回的指针类型为void*，这意味着它是一个通用指针类型。在使用malloc函数返回的指针时，需要将其强制转换为所需的指针类型。

示例1：为字符串申请空间

#include <stdio.h>

#include <stdlib.h>

int main(int argc, char const *argv[])

{

//空间申请

char *str = "asdasd";

char *pb = NULL;

pb = (char *)malloc(sizeof(str));

if(pb == NULL)

{

return;

}

pb = str;

printf("*pb = %s\n",pb);

//释放空间

free(pb);

return 0;

}

示例2：为数值申请空间

#include <stdio.h>

#include <stdlib.h>

int main(int argc, char const *argv[])

{

//空间申请

int *pb = NULL;

pb = (int *)malloc(sizeof(int));

if(pb == NULL)

{

return;

}

*pb = 10;

printf("*pb = %d\n",*pb);

//释放空间

free(pb);

return 0;

}2、堆区空间释放

#include <stdlib.h>

void free(void *ptr);

ptr需要释放的堆区空间的起始地址3、memset函数

#include <string.h> //头文件

void *memset(void *s, int c, size_t n);//函数

s 就是空间的起始地址

c 空间中每个字节 填充的值，通常为0

n 就是空间的字节宽度

memset函数会将内存区域s中的前n个字节设置为字符值c。这个函数通常用于初始化内存区域或清空内存区域。

案例1：

#include <stdio.h>

#include <string.h>

int main(int argc, char const *argv[])

{

char str[10];

memset(str, 'A', 5); // 将str的前5个字节设置为'A'

printf("%s\n", str); // 输出"AAAAA"

return 0;

}

案例2：

#include <stdio.h>

#include <string.h>

int main(int argc, char const *argv[])

{

int *pb = NULL;

pb = (int *)malloc(sizeof(int));

if(pb == NULL)

{

return;

}

memset(pb,0,n*sizeof(int)); //将堆区空间清0

*pb = 10;

printf("*pb = %d\n",*pb);

//释放空间

free(pb);

return 0;

}4、calloc函数

#include <stdlib.h>

void *calloc(size_t nmemb, size_t size);

nmemb：内存的块数

size：每一块的字节数

返回值：成功为堆区空间起始地址 失败为NULL

calloc会对申请的空间 自动清0

示例：

#include <stdio.h>

#include <stdlib.h>

void Input(int *p, int n)

{

int i = 0;

for (i = 0; i < n; i++)

{

scanf("%d", p + i);

}

}

void Output(int *p, int n)

{

int i = 0;

for (i = 0; i < n; i++)

{

printf("%d ", p[i]);

}

printf("\n");

}

int main(int argc, char const *argv[])

{

int n = 0;

printf("请输入int元素的个数:");

scanf("%d", &n);

//根据元素个数 申请空间

int *p = NULL;

p = (int *)calloc(n, sizeof(int));

if (p == NULL)

{

return;

}

//键盘获取输入

Input(p,n);

//遍历

Output(p,n);

//释放空间

free(p);

return 0;

}5、realloc函数（追加空间）

#include <stdlib.h>

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

ptr：指向要重新分配的内存区域的指针。

newSize：新的内存区域大小（以字节为单位）。

如果成功，它会返回一个指向新的内存区域的指针。如果失败，它会返回NULL。

示例：

#include <stdio.h>

#include <stdlib.h>

int main() {

int *arr = (int *)malloc(5 * sizeof(int)); // 分配5个整数的内存空间

if (arr == NULL) {

printf("Memory allocation failed.\n");

return 1;

}

// 使用realloc重新分配内存空间，将大小改为10个整数

arr = (int *)realloc(arr, 10 * sizeof(int));

if (arr == NULL) {

printf("Memory reallocation failed.\n");

return 1;

}

// 在新分配的内存空间中存储一些值

for (int i = 0; i < 10; i++) {

arr[i] = i;

}

// 输出数组中的值

for (int i = 0; i < 10; i++) {

printf("%d ", arr[i]);

}

printf("\n");

free(arr); // 释放动态分配的内存空间

return 0;

}6、内存的泄露

程序无法正确释放不再使用的内存时。内存泄漏会导致程序消耗越来越多的内存，直到耗尽所有可用内存，导致程序崩溃或运行缓慢。

内存泄漏通常发生在以下情况：

动态分配的内存未释放；

局部变量未释放；

结构体或数组未释放；

为了检测和避免内存泄漏，可以使用一些工具和技术，例如：

使用静态代码分析工具：这些工具可以检查代码中的潜在错误，包括内存泄漏。

使用动态分析工具：这些工具可以在程序运行时检测内存泄漏。例如，Valgrind是一种流行的动态分析工具，可以检测C语言程序中的内存泄漏。

编写代码时注意内存管理：在编写代码时，应该注意何时分配和释放内存。确保在使用完动态分配的内存后及时释放它们，并避免使用指向局部变量的指针。

使用智能指针：智能指针是一种自动管理内存的机制，可以在适当的时候自动释放内存，从而避免内存泄漏。在C++中，可以使用智能指针来管理动态分配的内存。

7、总结

空间的申请

malloc(size_t size);//空间申请

calloc(size_t nmemb, size_t size);//空间块申请

空间的使用

memset(void *s, int c, size_t n);//空间初始化

calloc(size_t nmemb, size_t size);//空间追加

空间的释放

free(void *ptr);//空间释放