10.C语言动态存储分配

在数组一章中，曾介绍过数组的长度是预先定义好的，在整个程序中固定不变。C语言中不允许动态数组类型。例如：

1. int n;
2. scanf("%d",&n);
3. int a[n];

用变量表示长度，想对数组的大小作动态说明，这是错误的。但是在实际的编程中，往往会发生这种情况，即所需的内存空间取决于实际输入的数据，而无法预先确定。对于这种问题，用数组的办法很难解决。为了解决上述问题，C语言提供了一些内存管理函数，这些内存管理函数可以按需要动态地分配内存空间，也可把不再使用的空间回收待用，为有效地利用内存资源提供了手段。

常用的内存管理函数有以下三个。

1) 分配内存空间函数malloc

调用形式：
    (类型说明符*)malloc(size)

功能：在内存的动态存储区中分配一块长度为"size"字节的连续区域。函数的返回值为该区域的首地址。

• “类型说明符”表示把该区域用于何种数据类型。
• (类型说明符*)表示把返回值强制转换为该类型指针。
• “size”是一个无符号数。

例如：
    pc=(char *)malloc(100);
表示分配100个字节的内存空间，并强制转换为字符数组类型，函数的返回值为指向该字符数组的指针，把该指针赋予指针变量pc。

2) 分配内存空间函数 calloc

calloc 也用于分配内存空间。调用形式：
    (类型说明符*)calloc(n,size)
功能：在内存动态存储区中分配n块长度为“size”字节的连续区域。函数的返回值为该区域的首地址。

• (类型说明符*)用于强制类型转换。
• calloc函数与malloc 函数的区别仅在于一次可以分配n块区域。

例如：
    ps=(struet stu*)calloc(2,sizeof(struct stu));
其中的sizeof(struct stu)是求stu的结构长度。因此该语句的意思是：按stu的长度分配2块连续区域，强制转换为stu类型，并把其首地址赋予指针变量ps。

3) 释放内存空间函数free

调用形式：
    free(void*ptr);
功能：释放ptr所指向的一块内存空间，ptr是一个任意类型的指针变量，它指向被释放区域的首地址。被释放区应是由malloc或calloc函数所分配的区域。

【例11-8】分配一块区域，输入一个学生数据。

main()
{
    struct stu
    {
        int num;
        char *name;
        char sex;
        float score;
    } *ps;
    ps=(struct stu*)malloc(sizeof(struct stu));
    ps->num=102;
    ps->name="Zhang ping";
    ps->sex='M';
    ps->score=62.5;
    printf("Number=%d\nName=%s\n",ps->num,ps->name);
    printf("Sex=%c\nScore=%f\n",ps->sex,ps->score);
    free(ps);
}

 

本例中，定义了结构stu，定义了stu类型指针变量ps。然后分配一块stu大内存区，并把首地址赋予ps，使ps指向该区域。再以ps为指向结构的指针变量对各成员赋值，并用printf输出各成员值。最后用free函数释放ps指向的内存空间。整个程序包含了申请内存空间、使用内存空间、释放内存空间三个步骤，实现存储空间的动态分配。