C语言讲义——内存管理

动态分配内存

动态分配内存，在堆(heap)中分配。

void *malloc(unsigned int num_bytes);

• 头文件 stdlib.h或malloc.h
• 向系统申请分配size个字节的内存空间
• 返回void* 类型(未确定类型的指针)
• 可强制转换为任何类型的指针

void *memset(void *s,int c,size_t n)

• 头文件 string.h或memory.h
• 将内存空间s的前n个字节的值设为值c

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<string.h>
void getResult(char *pp) {
	pp = (char *)malloc(10);
	memset(pp, 0, 10);
	strcpy(pp, "函数内");
}
void testMalloc() {
	char *p = NULL;
	getResult(p);
	printf("getResult()后:%s\n", p);

	p = (char *)malloc(10);
	memset(p, 0, 10);
	strcpy(p, "调用方");
	printf("%s\n", p);
}

int main(int argc, char *argv[]) {
	testMalloc();
	return 0;
}

二级指针

二级指针——指向指针的指针

如果要在函数中申请内存，调用放还想得到申请的新内存的话，需要使用二级指针：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
const int g_size = 20;

//申请新的内存空间
void _exploit(char **pp) {
	*pp = (char *)malloc(g_size);
	memset(*pp, 0, g_size);
	strcpy(*pp, "函数内的新空间");
}

//释放内存空间
void _giveBack(char **pp) {
	if (*pp != NULL) {
		free(*pp);
		*pp = NULL;
	}
}

main() {
	char *p = NULL;
	_exploit( &p );
	printf("【%s】\n", p);
	_giveBack(&p);
	printf("【%s】\n", p);

	p = (char *)malloc(g_size);
	memset(p, 0, g_size);
	strcpy(p, "调用方的新空间");
	printf("【%s】\n", p);
	_giveBack(&p);
	printf("【%s】\n", p);//不加【】不打印(null)，加了才打印
}

lloc系列函数

malloc	动态分配内存，需要与memset配合使用
calloc	动态分配完内存后，自动初始化内存空间为零
realloc	为数组重新分配内存

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
main() {
    char *p = NULL;
    printf("p:%s\n", p);
    p = (char *)malloc(10);
    printf("p:%s\n", p);
    if (p!=NULL) {
        free(p);
        p=NULL;
    }
    p = (char *)calloc(10,sizeof(char));
    printf("p:%s\n", p);
    if (p!=NULL) {
        free(p);
        p=NULL;
    }
    printf("p:%s\n", p);
}

#include <stdio.h>
main() {
	char arr[3];
	int n = 1;
	int i = 1;
	printf("n = %d\n", n);
	char *p = &arr[0];
	char *p2 = realloc(p, 10);
	for(i = 0; i<10; i++) {
		arr[i] = 9;
	}
	printf("n = %d\n", n);
}

释放内存

• malloc等内存分配函数开辟的内存来自于堆(heap)，
• 堆是有限的,不能只开辟,不释放，
• 使用free函数释放不使用的内存。

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<string.h>
void testMalloc() {
	char *p = (char *)malloc(10);
	memset(p, 0, 10);
	strcpy(p, "调用方");
	printf("p:%s\n", p);
	if(p != NULL) {
		free(p);
		p = NULL;
	}
	printf("p:%s\n", p);
}

int main(int argc, char *argv[]) {
	testMalloc();
	return 0;
}

示例:猜价格

知识点:

• 内存管理
• 二级指针
• 循环

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
int getResult(int n, char **pp) {
	int nRealPrice = 2999;
	*pp = (char *)malloc(10);
	memset(*pp, 0, 10);
	if (n > nRealPrice) {
		strcpy(*pp, "高了");
		return 0;
	} else if (n < nRealPrice) {
		strcpy(*pp, "低了");
		return 0;
	} else {
		strcpy(*pp, "正确");
		return 1;
	}
}

void setFree(char **pp) {
	if(*pp != NULL) {
		free(*pp);
		*pp = NULL;
	}
}

void guessPrice() {
	int n = 0;
	char *p = NULL;
	int nRet = 0;

	do {
		scanf("%d", &n);
		nRet = getResult(n, &p);
		printf("p:%s\n", p);

		setFree(&p);
		printf("p:%s\n", p);
	} while(nRet == 0 );
}
int main(int argc, char *argv[]) {
	guessPrice();
	return 0;
}

模拟Java的ArrayList的add()方法

ArrayList又叫动态数组，长度不够的时候可以自动申请新的内存。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
static int capacity = 3;
static int index = 0;
void foreach(char * p) {
	puts("");
	for(int i = 0; i<=index; i++) {
		printf("%c ", *(p+i));
	}
	puts("");
}
void add(char **p, char c) {
	if (*p == NULL) {
		*p = (char*)calloc(capacity, sizeof(char));
	} else {
		if(index >= capacity ) {
			capacity += (capacity>>1);
			printf("新容量：%d \n", capacity);
			char *p2 = (char*)realloc(*p, capacity);
			//free(*p);
			*p = p2;
		}
	}
	*(*p+index) = c;
	index++;
	//printf("index = %d \n",index);
}
main() {
	char* p = NULL;
	int n = 1000;
	for(int i = 0; i<20; i++) {
		add(&p, 'A');
		foreach(p);
	}
	printf("int = %d    \n", n);
}