C 標準函數庫提供了許多函數來實現對堆上內存管理
malloc函數:malloc函數可以從堆上獲得指定字節的內存空間(必須初始化)
free函數:釋放內存,防止內存泄露
calloc函數:與 malloc類似,但不需要初始化
realloc函數:重新分配內存
頭文件stdlib.h
malloc
malloc函數可以從堆上獲得指定字節的內存空間,其函數原型如下:
void * malloc(int n)
其中,形參n爲要求分配的字節數。如果函數執行成功,malloc返回獲得內存空間的首地址;如果函數執行失敗,那麼返回值爲NULL。由於malloc函數值的類型爲void型指針,因此,可以將其值類型轉換後賦給任意類型指針,這樣就可以通過操作該類型指針來操作從堆上獲得的內存空間。
需要注意的是,malloc函數分配得到的內存空間是未初始化的。因此,一般在使用該內存空間時,要調用另一個函數memset來將其初始化爲全0。memset函數的聲明如下:
void * memset (void * p,int c,int n)
該函數可以將指定的內存空間按字節單位置爲指定的字符c。其中,p爲要清零的內存空間的首地址,c爲要設定的值,n爲被操作的內存空間的字節長度。如果要用memset清0,變量c實參要爲0。malloc函數和memset函數的操作語句一般如下:
int * p=NULL;
p=(int *)malloc(sizeof(int));
if(p==NULL)
printf("Can't get memory!\n");
memset(p,0,siezeof(int));
通過malloc函數得到的堆內存必須使用memset函數來初始化
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
int main() {
int * p=NULL;
p=(int *)malloc(sizeof(int));
if(NULL==p){
printf("Can't get memory!\n");
return -1;
}
printf("%d\n",*p); //輸出分配的空間上的值
memset(p,0,sizeof(int)); //將p指向的空間清0
printf("%d\n",*p); //輸出調用memset函數後的結果
*p=2;
printf("%d\n",*p);
return 0;
}
free函數
從堆上獲得的內存空間在程序結束以後,系統不會將其自動釋放,需要程序員來自己管理。一個程序結束時,必須保證所有從堆上獲得的內存空間已被安全釋放,否則,會導致內存泄露。例如上面的demo就會發生內存泄露。
free函數可以實現釋放內存的功能。其函數聲明爲:
void free (void * p)
由於形參爲void指針,free函數可以接受任意類型的指針實參。但是,free函數只是釋放指針指向的內容,而該指針仍然指向原來指向的地方,此時,指針爲野指針,如果此時操作該指針會導致不可預期的錯誤。安全做法是:在使用free函數釋放指針指向的空間之後,將指針的值置爲NULL。因此,對於上面的demo,需要在return語句前加入以下兩行語句:
free(p);
p=NULL;
calloc函數
calloc函數的功能與malloc函數的功能相似,都是從堆分配內存。其函數聲明如下:
void *calloc(int n,int size)
函數返回值爲void型指針。如果執行成功,函數從堆上獲得size X n的字節空間,並返回該空間的首地址。如果執行失敗,函數返回NULL。該函數與malloc函數的一個顯著不同時是,calloc函數得到的內存空間是經過初始化的,其內容全爲0。calloc函數適合爲數組申請空間,可以將size設置爲數組元素的空間長度,將n設置爲數組的容量。
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#define SIZE 5
int main() {
int * p=NULL;
int i=0;
//爲p從堆上分配SIZE個int型空間
p=(int *)calloc(SIZE,sizeof(int));
if(NULL==p){
printf("Error in calloc.\n");
return -1;
}
//爲p指向的SIZE個int型空間賦值
for(i=0;i<SIZE;i++)
p[i]=i;
//輸出各個空間的值
for(i=0;i<SIZE;i++)
printf("p[%d]=%d\n",i,p[i]);
free(p);
p=NULL;
return 0;
}
realloc函數
realloc函數的功能比malloc函數和calloc函數的功能更爲豐富,可以實現內存分配和內存釋放的功能,其函數聲明如下:
void * realloc(void * p,int n)
其中,指針p必須爲指向堆內存空間的指針,即由malloc函數、calloc函數或realloc函數分配空間的指針。realloc函數將指針p指向的內存塊的大小改變爲n字節。如果n小於或等於p之前指向的空間大小,那麼。保持原有狀態不變。如果n大於原來p之前指向的空間大小,那麼,系統將重新爲p從堆上分配一塊大小爲n的內存空間,同時,將原來指向空間的內容依次複製到新的內存空間上,p之前指向的空間被釋放。relloc函數分配的空間也是未初始化的。
注意:使用malloc函數,calloc函數和realloc函數分配的內存空間都要使用free函數或指針參數爲NULL的realloc函數來釋放。
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main() {
int * p=NULL;
p=(int *)malloc(sizeof(int));
*p=3;
printf("p=%p\n",p);
printf("*p=%d\n",*p);
p=(int *)realloc(p,sizeof(int));
printf("p=%p\n",p);
printf("*p=%d\n",*p);
p=(int *)realloc(p,3*sizeof(int));
printf("p=%p\n",p);
printf("*p=%d",*p);
//釋放p指向的空間
realloc(p,0);
p=NULL;
return 0;