编程技巧 - malloc()与free()

1、要节省ram资源，可以使用malloc()动态申请内存，使用完再用free()释放掉，free()释放的是指针指向的内存空间，而不是指针。

2、如果某个大数组要在两个函数中使用，可以先定义一个全局指针，在函数中申请和释放内存，这样只需要长期耗用一个指针所占用的内存，而能在两个函数中都使用这个大数组

3、动态申请二位数组方法

方法一：利用二级指针申请一个二维数组。

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>  

int main()
{
    int **a;  //用二级指针动态申请二维数组
    int i,j;
    int m,n;
    printf("请输入行数\n");
    scanf("%d",&m);
    printf("请输入列数\n");
    scanf("%d",&n);
    a=(int**)malloc(sizeof(int*)*m);
    for(i=;i<m;i++)
    a[i]=(int*)malloc(sizeof(int)*n);
    for(i=;i<m;i++)
    for(j=;j<n;j++)
    printf("%p\n",&a[i][j]);     //输出每个元素地址，每行的列与列之间的地址时连续的，行与行之间的地址不连续
    for(i=;i<m;i++)
    free(a[i]);
    free(a);
    return ;
}  

方法二：用数组指针形式申请一个二维数组。

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>  

int main()
{
      int i,j;
  //  申请一个3行2列的整型数组
    int (*a)[]=(int(*)[])malloc(sizeof(int)**);
    for(i=;i<;i++)
    for(j=;j<;j++)
    {  

       printf("%p\n",&a[i][j]);  

    } //输出数组每个元素地址，每个元素的地址是连续的
    free(a);
    return ;
}  

方法三：用一个单独的一维数组来模拟二维数组。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
void main()
{
int nrows,ncolumns;
int *Array;
int i,j;
printf("please input nrows&ncolumns:\n");
scanf("%d%d",&nrows,&ncolumns);
Array=(int *)malloc(nrows*ncolumns*sizeof(int *));
for(i=;i<nrows;i++)
{
for(j=;j<ncolumns;j++)
{
Array[i*nrows+j]=;
printf("%d ",Array[i*nrows+j]); //用 array3[i * ncolumns + j] 访问第 i, j 个成员
}
printf("\n");
}
free(Array);
}  

1、函数原型及说明：

void *malloc(long NumBytes)：该函数分配了NumBytes个字节，并返回了指向这块内存的指针。如果分配失败，则返回一个空指针（NULL）。

关于分配失败的原因，应该有多种，比如说空间不足就是一种。

void free(void *FirstByte)： 该函数是将之前用malloc分配的空间还给程序或者是操作系统，也就是释放了这块内存，让它重新得到自由。

2、函数的用法：

其实这两个函数用起来倒不是很难，也就是malloc()之后觉得用够了就甩了它把它给free()了，举个简单例子：

// Code...

char *Ptr = NULL;

Ptr = (char *)malloc(100 * sizeof(char));

if (NULL == Ptr)
    {
        exit (1);
    }

gets(Ptr);

// code...

free(Ptr);

Ptr = NULL;

// code...

就是这样！当然，具体情况要具体分析以及具体解决。比如说，你定义了一个指针，在一个函数里申请了一块内存然后通过函数返回传递给这个指针，那么也许释放这块内存这项工作就应该留给其他函数了。

3、关于函数使用需要注意的一些地方：

A、申请了内存空间后，必须检查是否分配成功。

B、当不需要再使用申请的内存时，记得释放；释放后应该把指向这块内存的指针指向NULL，防止程序后面不小心使用了它。

C、这两个函数应该是配对。如果申请后不释放就是内存泄露（什么叫内存泄漏：简单的说就是申请了一块内存空间，使用完毕后没有释放掉。它的一般表现方式是程序运行时间越长，占用内存越多，最终用尽全部内存，整个系统崩溃。由程序申请的一块内存，且没有任何一个指针指向它，那么这块内存就泄露了）；如果无故释放那就是什么也没有做。释放只能一次，如果释放两次及两次以上会出现错误（释放空指针例外，释放空指针其实也等于啥也没做，所以释放空指针释放多少次都没有问题）。

D、虽然malloc()函数的类型是(void *),任何类型的指针都可以转换成(void *),但是最好还是在前面进行强制类型转换，因为这样可以躲过一些编译器的检查。

二、malloc()到底从哪里得来了内存空间：

1、malloc()到底从哪里得到了内存空间？答案是从堆里面获得空间。也就是说函数返回的指针是指向堆里面的一块内存。操作系统中有一个记录空闲内存地址的链表。当操作系统收到程序的申请时，就会遍历该链表，然后就寻找第一个空间大于所申请空间的堆结点，然后就将该结点从空闲结点链表中删除，并将该结点的空间分配给程序。

说到这里，不得不另外插入一个小话题，相信大家也知道是什么话题了。什么是堆？说到堆，又忍不住说到了栈！什么是栈？下面就另外开个小部分专门而又简单地说一下这个题外话：

2、什么是堆：堆是大家共有的空间，分全局堆和局部堆。全局堆就是所有没有分配的空间，局部堆就是用户分配的空间。堆在操作系统对进程初始化的时候分配，运行过程中也可以向系统要额外的堆，但是记得用完了要还给操作系统，要不然就是内存泄漏。

什么是栈：栈是线程独有的，保存其运行状态和局部自动变量的。栈在线程开始的时候初始化，每个线程的栈互相独立。每个函数都有自己的栈，栈被用来在函数之间传递参数。操作系统在切换线程的时候会自动的切换栈，就是切换SS/ESP寄存器。栈空间不需要在高级语言里面显式的分配和释放。

这下子大家知道学操作系统的重要性了吧。

通过上面对概念的描述，可以知道：

栈是由编译器自动分配释放，存放函数的参数值、局部变量的值等。操作方式类似于数据结构中的栈。

堆一般由程序员分配释放，若不释放，程序结束时可能由OS回收。注意这里说是可能，并非一定。所以，一定记得要释放！

注意它与数据结构中的堆是两回事，分配方式倒是类似于链表。

所以，举个例子，如果你在函数上面定义了一个指针变量，然后在这个函数里申请了一块内存让指针指向它。实际上，这个指针的地址是在栈上，但是它所指向的内容却是在堆上面的！这一点要注意！所以，再想想，在一个函数里申请了空间后，比如说下面这个函数：

// code...

void Function(void)
       {
        char *p = (char *)malloc(100 * sizeof(char));
    }
  
   就这个例子，千万不要认为函数返回后，函数所在的栈被销毁指针也跟着销毁，申请的内存也就一样跟着销毁了！这绝对是错误的！因为申请的内存在堆上，而函数所在的栈被销毁跟堆完全没有啥关系。所以，还是那句话：记得释放！

3、free()到底释放了什么

free()释放的是指针指向的内存！注意！释放的是内存，不是指针！这点非常非常重要！指针是一个变量，只有程序结束时才被销毁。例如你用free( p )释放了内存空间后，原来指向这块空间的指针还是存在！此时原本指向刚刚释放掉了空间的指针p仍然指向了该内存空间，这样一旦这段内存已经被别的变量使用的话，就可能误用p来修改这里的值，这不是我们所期望的，所以free(p)之后一定要将p = NULL;，这样就万无一失了。

因此，释放内存后把指针指向NULL，防止指针在后面不小心又被引用了。非常重要啊这一点！