C語言動態(tài)內存如何分配

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在我們平時寫程序的時候，需要定義的變量如“unsignedchar a[100];”，這句語句執(zhí)行的時候，編譯器就會給數(shù)組a分配100個字節(jié)的內存空間。但是，這個我們之前也簡單提到過，“unsignedchar a[100];”這句數(shù)組定義語句，其實其本身是一種Auto類型的變量類型。而我們前面說過，Auto類型的變量，編譯器會自動將其存儲在“?！笨臻g。這種方式有個非常不方便的地方，一旦當我需要對數(shù)組a存儲超過100長度的數(shù)據(jù)，那么整個程序就會出現(xiàn)內存溢出。而如果一開始就將這個數(shù)組定義的很大，但是在實際使用中絕大多數(shù)實際數(shù)據(jù)量又不需要那么大，這樣也會產生存儲空間的浪費。

那有沒有一種辦法可以讓一個這個數(shù)組的存儲空間隨心所欲的變化呢？答案顯然是有的，這就是將內存申請動態(tài)化，C語言提供了兩個庫函數(shù)malloc和free，分別用于執(zhí)行動態(tài)內存的分配和釋放。注意，在C語言中，用malloc申請的內存在使用完成后，一定要進行手動釋放，否則會使內存消耗殆盡，程序停止運行。malloc和free維護了一個可用的內存池，也就是我們之前所謂的“堆”區(qū)。當一個程序需要一塊合適的內存時，就使用malloc函數(shù)進行申請，即取出一塊合適的內存，并返回一個指向這塊內存的指針。需要注意的是，這塊內存在被取出來之后，它并沒有被初始化過，因此我們需要手動對其初始化。接著，當程序不想再使用這塊內存時，使用free函數(shù)把它歸還給內存池。

這兩個函數(shù)都在<std< span="">lib.h>頭文件中聲明，它們的原型為：</std<>

void *malloc(size_t size);void free(void *pointer);

malloc的參數(shù)就是需要分配的內存的字節(jié)數(shù)，如果內存池中的可用內存能滿足這個size的大小需求，那么malloc就會返回一個指向被分配的內存塊的起始位置的指針。

使用malloc分配的內存是一整塊連續(xù)的內存。如我們請求它分配100個字節(jié)的內存，那么它實際分配的就是100個連續(xù)的字節(jié)。

free函數(shù)調用時，其形式參數(shù)pointer一定要是一個先前從malloc函數(shù)分配的動態(tài)內存的指針，或者是一個NULL參數(shù)，如果傳入NULL的話，free函數(shù)將不會產生任何作用。

這里大家注意下，malloc函數(shù)在使用的時候，除了我們需要輸入一個表示申請內存大小的參數(shù)外，就不需要輸入其他任何信息了。那么一旦當內存申請好之后，編譯器又是如何知道它會被用作整型，浮點型，數(shù)組還是其它的一些數(shù)據(jù)類型的變量呢？這里大家注意一下，malloc函數(shù)的返回值類型，它是一個void *類型的指針，void*指針有一個非常強大的技能，即它可以轉換為其它任何類型的指針，不管是C語言的標準數(shù)據(jù)類型，還是我們自己定義的一些結構類型，都是可以完美轉換的。

接下來，讓我們寫一段代碼來申請一塊長度為10的int類型的內存。如圖1所示。

圖1 內存申請成功

此時，我們已經獲得了一塊長度為“sizeof(int) * 10”長度的內存了。為什么這里要寫成“sizeof(int) * 10”的方式呢？因為不同平臺int的長度是不同的，所以使用這種方式更加有利于程序的移植。內存申請好之后，接下來的問題是我們該如何來使用這一塊內存呢？使用的方式有幾種，第一種方式為使用指針的間接訪問。比如，我們?yōu)橹吧暾埖膬却嬉来钨x值0~9，那么使用指針的間接訪問如圖2所示。

圖2 指針間接訪問申請到的內存

如圖2的代碼所示，如果利用指針的間接訪問，我們每次都需要定義一個用于存儲當前地址首地址的指針變量。這個指針變量絕對任何時候都不能改變的，一旦改變之后，當我們需要釋放這段內存的時候，就無法找到首地址了。

第二種使用這段內存的方式為指針的下標引用。圖2同樣的內存賦值代碼如圖3所示。

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文章名稱：C語言動態(tài)內存如何分配
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