內存管理

C 內存管理
本章將講解 C 中的動態內存管理。C 語言爲內存的分配和管理提供了幾個函數。這些函數可以在 <stdlib.h> 頭文件中找到。
序號 函數和描述
1 void *calloc(int num, int size);
在內存中動態地分配 num 個長度爲 size 的連續空間，並將每一個字節都初始化爲 0。所以它的結果是分配了 num*size 個字節長度的內存空間，並且每個字節的值都是0。
2 void free(void *address); 
該函數釋放 address 所指向的內存塊,釋放的是動態分配的內存空間。
3 void *malloc(int num); 
在堆區分配一塊指定大小的內存空間，用來存放數據。這塊內存空間在函數執行完成後不會被初始化，它們的值是未知的。
4 void *realloc(void *address, int newsize); 
該函數重新分配內存，把內存擴展到 newsize。


動態分配內存
編程時，如果您預先知道數組的大小，那麼定義數組時就比較容易。例如，一個存儲人名的數組，它最多容納 100 個字符，所以您可以定義數組，如下所示：
char name[100];
但是，如果您預先不知道需要存儲的文本長度，例如您向存儲有關一個主題的詳細描述。在這裏，我們需要定義一個指針，該指針指向未定義所學內存大小的字符，後續再根據需求來分配內存，如下所示：
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>


int main()
{
   char name[100];
   char *description;


   strcpy(name, "Zara Ali");


   /* 動態分配內存 */
   description = malloc( 200 * sizeof(char) );
   if( description == NULL )
   {
      fprintf(stderr, "Error - unable to allocate required memory\n");
   }
   else
   {
      strcpy( description, "Zara ali a DPS student in class 10th");
   }
   printf("Name = %s\n", name );
   printf("Description: %s\n", description );
}
當上面的代碼被編譯和執行時，它會產生下列結果：
Name = Zara Ali
Description: Zara ali a DPS student in class 10th
上面的程序也可以使用 calloc() 來編寫，只需要把 malloc 替換爲 calloc 即可，如下所示：
calloc(200, sizeof(char));
當動態分配內存時，您有完全控制權，可以傳遞任何大小的值。而那些預先定義了大小的數組，一旦定義則無法改變大小。
重新調整內存的大小和釋放內存
當程序退出時，操作系統會自動釋放所有分配給程序的內存，但是，建議您在不需要內存時，都應該調用函數 free() 來釋放內存。
或者，您可以通過調用函數 realloc() 來增加或減少已分配的內存塊的大小。讓我們使用 realloc() 和 free() 函數，再次查看上面的實例：
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>


int main()
{
   char name[100];
   char *description;


   strcpy(name, "Zara Ali");


   /* 動態分配內存 */
   description = malloc( 30 * sizeof(char) );
   if( description == NULL )
   {
      fprintf(stderr, "Error - unable to allocate required memory\n");
   }
   else
   {
      strcpy( description, "Zara ali a DPS student.");
   }
   /* 假設您想要存儲更大的描述信息 */
   description = realloc( description, 100 * sizeof(char) );
   if( description == NULL )
   {
      fprintf(stderr, "Error - unable to allocate required memory\n");
   }
   else
   {
      strcat( description, "She is in class 10th");
   }
   
   printf("Name = %s\n", name );
   printf("Description: %s\n", description );


   /* 使用 free() 函數釋放內存 */
   free(description);
}