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C语言-对malloc的使用与理解
一、malloc函数分析
1.函数原型
void * malloc(size_t size);
2.Function(功能)
Allocates a block of size bytes of memory, returning a pointer to the beginning of the block
译:在内存中分配 size 个字节的空间,返回一个指向”内存空间开头“的指针(指针类型为void *)。
3.Parameters
size
size of the memory block,in bytes
4.Return Value
On success, a pointer to the memory block allocated by the function.
The type
of this pointer is always void*, which can be cast to the desired type
of data pointer in order to be dereferenceable.
If the function failed to
allocate the requested block of memory, a null pointer is returned.
译:申请内存成功,返回一个指向”被函数分配的内存空间“的指针。
这个指针的类型是void *(指向任意类型的指针),它可以被转换为期望类型的数据指针,以便能够解除引用。
如果函数分配被要求的内存空间失败,则返回一个空指针(NULL)
5.Example
/* malloc example: string generator*/ #include <stdio.h> #include <stdlib.h> int main () { int i,n; char * buffer; printf ("How long do you want the string? "); scanf ("%d", &i); buffer = (char*) malloc (i+1); if (buffer==NULL) exit (1); for (n=0; n<i; n++) buffer[n]=rand()%26+‘a‘; buffer[i]=‘\0‘; printf ("Random string: %s\n",buffer); free (buffer); return 0; }
6. 注:
1.在#include<stdlib.h>中被定义。
2.malloc是从堆(heap)中分配内存空间,而不是栈(stack)。
3.内存有可能分配失败,所以需要使用下面的检测程序来检测内存是否分配失败。
if(t_array == NULL) { printf(Failde to allocate memory block! \n);
exit(1); //结束程序
}
4.内存不再使用时,应使用free()函数将内存块释放
5.malloc 函数返回的是 void * 类型,如果你写成:p = malloc (sizeof(int)); 则程序无法通过编译,报错:“不能将 void* 赋值给 int * 类型变量”。
所以必须通过 (int *) 来将强制转换。
6.函数的实参为 sizeof(int) ,用于指明一个整型数据需要的大小。如果你写成:
int * p = (int *) malloc(1);
也能通过编译,但事实上只分配了1个字节大小的内存空间,当你往里头存入一个整数,就会有3个字节无家可归,而直接“住进邻居家”!
造成的结果是后面的内存中原有数据内容全部被清空。
7.malloc 只管分配内存,并不能对所得的内存进行初始化,所以得到的一片新内存中,其值将是随机的。
二、使用malloc申请动态内存空间的两种情况:
1. 大容量内存需求
一般需要的内存空间超过0.5M的时候时,要使用malloc来申请内存空间。可以这样理解,因为内存过大,不好管理内存,此时就需要用malloc来管理,而不是IDE。
2.不确定内存需求
当我们需要的内存空间不确定大小的情况下,为了不浪费内存空间,就要用到malloc函数。可以这样理解,如果说静态的内存空间是一个铁盒子的话,那动态内存空间就是一个可收缩的袋子,它的容量可以根据你所装物体的体积不同而改变。而使用静态内存,要么就是申请的内存空间过大,造成浪费,要么就是申请的内存空间不够用,程序异常报错。
三、如何正确使用malloc函数进行动态分配
1.申请一维数组
一维数组的数组名可以看成数组起始元素的首地址,因此我定义一个int *t_array的指针,分配n个大小的int型空间,写法如下:
int * t_array; //定义一维整型指针数组 t_array = (int *)malloc( sizeof(int) * n ); //分配4*n个字节的内存空间 if(t_array == NULL) { printf("Failed to allocate memory block! \n"); exit(1); } //具体代码 free(t_array); //内存空间不再用时,释放内存空间
2.申请二维空间
二维数组的数组名是其所有一维数组的首地址,因为二维数组的数组名是指针的指针,因为我定义一个row行column列的二维数组,写法如下:
int ** t_array; //定义二维整型指针数组 int row; //行序号 int column; //列序号 int i; scanf("%d %d", row,column); //输入行数,列数 t_array = (int **)malloc( sizeof(int *) * row); //分配所有行的首地址 (分配的是行指针单元,每个单元的大小为 sizeof(int *) ) for(i=0;i<row;i++) t_array[i] = (int *)malloc(sizeof(int) * column ); //再分配column个整数单元,上面的row个行指针指向这column个整数单元首地址
//具体代码
if(t_array == NULL) //检验是否成功分配内存
{
printf("Failed to allocate memory block! \n");
exit(1);
}
for(i=0;i<row;i++) //检验是否成功分配内存
{
if(t_array[i] == NULL)
{
printf("Failed to allocate memory block! \n");
exit(1);
}
}
for(i=0;i<row;i++)
free(t_array[i]);
free(t_array)
总结:malloc()函数其实就在内存中找一片指定大小的空间,然后将这个空间的首地址范围给一个指针变量,这里的指针变量可以是一个单独的指针,也可以是一个数组的首地址,这要看malloc()函数中参数size的具体内容。我们这里malloc分配的内存空间在逻辑上连续的,而在物理上可以连续也可以不连续。对于我们程序员来说,我们关注的是逻辑上的连续,因为操作系统会帮我们安排内存分配,所以我们使用起来就可以当做是连续的。
C语言-对malloc的使用与理解