C语言中堆内存的开辟和释放与内存处理函数

C语言动态分配内存，malloc的出现就是来弥补静态内存分配的缺点

比如说我们在定义数组的时候，数组的长度必须是一个常量，不能改变的值，假如我事先定义了数组，一旦业务需求发生改变，那么这个数组就不能再使用了。

传统的数组定义也就是静态分配，是不能够手动释放的，只能等待系统释放，静态分配的内存，是分配在栈中的，C语言中的函数调用也是通过栈来实现的，栈有一个特点就是先进后出，在调用函数的时候，是先压入栈，然后从最上面的函数开始执行

我们先来看看内存四区，分别为堆区，栈区，数据区，代码区，对于这四个区，做了以下总结

代码区:
　　程序执行二进制码(程序指令)
　　共享，只读
数据区 :
　　初始化数据区（data）
　　未初始化数据区(bss)
　　常量区
栈区 :
　　系统为每一个程序分配一个临时的空间，
　　局部变量，函数信息，函数参数，数组
　　栈区大小为：1M
　　在windows中可以扩展到10M
　　在linux中可以扩展到16M
堆区 :
　　存储大数据，图片，音乐，视频
　　手动开辟 malloc
　　手动释放           free

栈区大小为：1M,我们来验证一下

int zhan[8200000] = { 0 };

在C语言中，我们定义了一个数组，长度为820000，那么我们知道，在栈中我们最多可分配1M的内存，我们可以计算一下，这八百二十万的长度占了多大的内存，

定义的是int类型，所以8200000*4=32800000(字节)

得到的结果再除以1024，32800000/1024=32031.25(KB)

得到的结果再除以1024，32031.25/1024=31.280517578125（M）

大约是31M，最终运行起来，这个程序是会报错的。

接下来我们就开辟堆内存存储数据，这就用到了函数malloc

动态分配内存函数

               malloc

使用函数之前我们要引用头文件stdlib.h

#include<stdlib.h>

 malloc函数语法示例

int* p1 = (int*)malloc(sizeof(int))

返回值类型为void* 类型，也就是指针类型，int* p1代表一个以int类型地址为内容的指针变量

int类型在内存中占用的大小为 4字节。

malloc括号中就是你要开辟的空间大小，单位是字节，分配一块连续的区域

假如我要开辟一个空间，里面存储5个数字，那么代码如下

int* p1 = (int*)malloc(sizeof(int)*5);

这样的格式可以更容易的理解，当然你也可以像下面这么写

int* p1 = (int*)malloc(20);

如果地址开辟成功，返回一个内存地址，否则返回NULL，需要注意的是，如果开辟失败了，那么在后边的程序中调用，程序就会报错，所以有时候还要加一个判断条件，这点要注意

if (p1 == NULL) {
        printf("程序异常");
        return -1;
    }

成功以后，我们可以使用这个内存空间，对它进行赋值。

在使用完之后，也可以调用free函数释放，代码如下

free(p1);

那么，当我们释放这个p1之后，这个内存空间还能调用吗？其实还可以调用的。在释放之后，这个内存地址就变成了一个野指针，还可以进行赋值

为了避免野指针，在free(p1)后在加上一段代码

p1 = NULL;

赋值为NULL，这个是可有可无的。

我们再来看一个函数，叫做内存操作函数

      memset()，memcpy()，memmove(),

引用 string.h

#include<string.h>

 

1.memset()参数,  void *memset(void *s, intc, size_tn);

我们来看看它的示例

int* p = (int*)malloc(sizeof(int) * 10);
memset(p, 0, 40);

传入p这个内存地址，重置为0，字节为40字节

它在重置为0时有效，并不是真正意义上的重置

这个函数作用通常是一串连续的内存一起操作，不会单独对变量进行操作。

 

2.memcpy(),参数,void *memcpy(void *dest, constvoid *src, size_tn);

示例：

   int arr[] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9 };
    int* p = (int*)malloc(sizeof(int) * 9);
    memcpy(p, arr, sizeof(int) * 9);

arr存在栈内存中，p存在堆内存中，我们现在要把arr中的数复制到p中，这就用到了  memcpy()函数

用法:

        memcpy(新数据，源数据，内存大小(字节))

它不同于strcpy()这个函数，strcpy()是字符串拷贝遇到\0会停止，而memcpy()拷贝的是内存，拷贝的内容和字节有关。

如果参数1和参数2的内存地址重叠，可能会导致程序报错，应尽量避免

 

3.memmove()

memmove()功能用法和memcpy()一样，区别在于：dest和src所指的内存空间重叠时，memmove()仍然能处理，不过执行效率比memcpy()低些。

 

4.memcmp(),参数,int memcmp(constvoid *s1, constvoid *s2, size_tn);

    int arr[] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9 };
    int arry[] = { 1,2,3,4,5 };
    int value = memcmp(arr, arry, 20);

第一个参数和第二个参数进行比较，比较前20个字节，也就是前5个数，如果相等返回0，否则返回-1；

 同样可以比较字符串，代码如下：

    char arr[] = "hello\0 word";
    char arry[] = "hello\0 word";
    int value = memcmp(arr, arry, 11);