C-动态内存管理-动态内存管理
发布时间：2025-06-24 14:08:50 作者：北方职教升学中心 阅读量：472
目录。
为什么要有动态内存管理？
二、malloc和free。
（2.1）malloc。
（2.2.#xfff09;free。
三、calloc和realloc。
（3.1）calloc。
（3.2）realloc。
四、动态内存常见错误（例子都是错误的演示）
（4.1）对空指针的解引操作。
（4.2越界访问动态开放空间。
（4.3）free用于非动态开发内存。
（4.4使用free释放动态开放内存的一部分。
（4.5多次freee地打开同一块动态内存。
（4.6忘记释放动态开启内存（内存泄漏）
五、动态内存经典笔试题分析。
（5.1）题目1。
（5.2）题目2。
（5.3）题目3。
（5.4）题目4。
六、柔性数组。
（6.1柔性数组的特点。
（6.2柔性数组的优点。
七、总结C//C++中程序内存区域划分。
为什么要有动态内存管理？
正常情况下，我们可以在栈上创建一个变量或数组来打开空间，例如：
但上述开放空间的开放空间⽅有两个特点：
• 空间开辟⼤⼩是固定的。
• 数组在申报时，必须指定数组⻓度，数组空间⼀旦确定了⼤⼩不能调整。
但是对空间的需求，不仅仅是上述情况。有时我们需要的空间⼤⼩在程序运⾏只有这样才能知道。
道，当编译数组时，打开空间⽅式就不能满⾜了。C语⾔引⼊开发动态内存，让程序员⾃⼰可以申请和释放空间，就⽐较灵活了。
二、malloc和free。
（2.1）malloc。
C语⾔提供了⼀一个动态内存开辟函数，以下：（该函数在头文件中包含stdlibib.h里）
向内存申请此函数⼀块连续可⽤空间，并返回指向这个空间的指针。具有以下特点：
• 如果开放成功则返回⼀指向开放空间的指针。
• 如果开启失败则返回⼀个 NULL 指针，因此，malloc的返回值⼀一定要做检查。 • 返回值的类型是 void* ，因此，malloc函数不知道开放空间的类型，具体在使⽤的时候使⽤者⾃。
⼰来决定。
• 如果参数 size 0，malloc⾏标准是未定义的，这取决于编译器。
例如，如今，我们想开辟一个存储int类型数据的空间：
（2.2#xff09;free。
C语⾔提供了另外⼀函数free，专⻔是⽤释放和回收动态内存，函数原型如下༚
free函数⽤释放动态开放的内存。xff1具有以下特点a;
• 如果参数 ptr 指向空间不是动态开放的，那free函数⾏为未定义。 。
• 如果参数 ptr NULL指针༌函数什么都不做。
freee和malloc一样都声明在 stdlib.h 头⽂件中。
例如：
运行效果：
三、calloc和realloc。
（3.1）calloc。
C语⾔还提供了⼀个函数叫 calloc ， calloc 函数也⽤动态内存分配。原型如下：
该函数的特性：
• 函数的功能是 num 个⼤⼩为 size 的元素开辟⼀块空间，并将空间的每个字节初始化为0。 。
• 与函数 malloc 区别只在于 calloc 申请空间的每个字节将在返回地址之前初始化为0。
例子：
运行效果：
因此，如果我们要求初始化应用内存空间的内容，那么可以很⽅便的使⽤calloc函数完成任务。
（3.2）realloc。
函数原型如下༚
该函数具有以下特点a;
• realloc函数的出现使得动态内存管理更加灵活。
• 有时候我们会发现过去申请的空间太大了⼩，有时候我们⼜你会觉得申请空间太大了⼤，在合理的时间内存，我们⼀会对内存进行记忆⼤⼩灵活调整。那 realloc 函数可以为动态开启内存⼤⼩的调整。
。
• ptr 内存地址需要调整。
• size 调整后的新⼤⼩。
• 返回值是调整后内存的起始位置。
• 这个函数调整了原内存空间⼤⼩的基础c;将原始内存中的数据移动到一个新的空间。
• Realloc在调整内存空间时有两种情况：
◦ 情况1：后面有原始空间⾜够⼤的空间。
◦ 情况2༚之后没有原有的空间⾜够⼤的空间。
如图：
情况1的时候，要扩展内存，直接在原始内存后添加空间，没有发送原始空间数据⽣变化。当情况为2时，之后没有原有的空间⾜空间充足的时间，扩展的⽅法是：另找堆空间⼀个合适⼤⼩使用连续空间⽤，将原始空间数据复制到新空间并释放原始空间。函数返回是这样的⼀新的内存地址。由于上述两种情况，realloc函数使⽤就要注意⼀些。例子：
四、动态内存常见错误（例子都是错误的演示）
（4.1）对空指针的解引操作。
例如：
（4.2越界访问动态开放空间。
（4.3）freee用于非动态开放内存。
（4.4使用free释放动态开放内存的一部分。
（4.5多次freee地打开同一块动态内存。
（4.6忘记释放动态开启内存（内存泄漏）
忘记释放不再使用⽤动态开放空间会导致内存泄漏。
记住：动态开放空间⼀必须释放，并正确释放。
五、动态内存经典笔试题分析。
（5.1）题目1。
运行结果：
从上述操作结果可以看出，程序已经崩溃。
说明：
通过调试可以发现，作为函数GetMemory的参数，指针str没有传递地址，因此，形参的变化不会影响实参，即p的变化不会影响str，函数结束时，str仍然空，因此，在调用strcpy函数时会报错。
（5.2）题目2。
运行效果：
说明：随着函数的结束，Getmemory函数中开放的数组空间将被销毁，虽然地址已经返回，但是空间已经销毁了，此时，使用str访问这个空间，内容是随机的。
（5.3）题目3。
运行效果：
说明：随着函数的结束，动态开放的空间不会被销毁，在Test中，将Str的地址传输到Getmemory函数，因此，形参可以影响实参，也就是说，str指向malloc申请的空间，因此，strcpy函数可以正常使用，打印没有问题，但是这里忘记释放动态开放的空间，会导致内存泄漏。
（5.4）题目4。
（5.4）题目4.
运行效果：说明：
虽然这里打印成功但是这个代码有问题，str指向的空间已被释放，但是free函数不会空指针，所以这里有一个被销毁的空间。
六、柔性数组。
C99中结构的最后⼀未知允许个元素⼤⼩数组，这就叫做『柔性数组』成员。例如：
有些编译器会报错⽆法编译可以改为：
（6.1柔性数组的特点。
• 结构中的柔性数组成员⾯必须⾄少⼀其他成员。
• sizeof 返回的结构⼤⼩不包括柔性数组的内存。
• 结构包含柔性数组成员⽤malloc()函数进⾏内存动态分配，而且应该分配内存⼤于结构的⼤⼩，适应柔性数组的预期⼤⼩。
例如：
代码1：
（6.2柔性数组的优点。
上述的 type_a 结构也可以设计为下⾯结构，同样的效果也可以完成。
代码2：
上述代码1和代码2 可完成相同的功能，但是⽅法1的实现有两个好处：
第⼀好处是：⽅大便内存释放。
假如我们的代码在那里⼀个给别⼈⽤在函数中c;你在⾥⾯做了⼆二次内存分配并将整个结构返还给它⽤⼾。⽤⼾调⽤free可以释放结构体，但是⽤⼾我不知道这个结构中的成员也需要free，所以你不能指望⽤⼾发现这件事。所以，如果我们把结构的内存和成员想要的内存放在一起⼀次性分配，并返回给⽤⼾⼀个体结构指针，⽤⼾做⼀次free可以释放所有内存。
第⼆好处是：这有利于访问速度。
连续内存有利于提升⾼访问速度，也有助于减少内存碎片⽚。
七、总结C//C++中程序内存区域划分。
C/C++程序内存分配⼏各区域：
1. 栈区（stack）：在执⾏函数时，函数中的局部变量存储单元可以在栈上创建，函数执⾏这些存储单元在结束时⾃动被释放。堆栈内存分配操作中处理器内置的指令集中，效率很⾼，但内存容量的分配是有限的。栈区主要存放运输⾏函数⽽局部变量、函数参数、返回数据、返回地址等。
2. 堆区（heap）：⼀程序员通常会分配和释放#xff0c;如果程序员不释放OS可以在程序结束时回收。分配⽅。
类似链表的类型。
