C语言学习笔记(13)

1. 动态内存分配

先来介绍三个动态内存分配的函数：malloc，calloc和realloc。说来惭愧，以前只知道malloc。现在来看下他们的区别：

malloc：最常用的分配内存块，但是不对内存进行初始化。

calloc：分配内存块，但是对内存块进行清零操作，这就造成此函数的效率要比malloc要低。

realloc：调整（增加或者减少）之前分配内存块的大小。

由于上面的函数只是开辟了一段内存，因此无法知道你要利用这段内存来存储什么类型的数据，因此只是返回一个void *类型的值，当然，void *可以和任何指针类型互相转换。

当分配内存失败时（可能是内存不足或者其他原因），以上的函数都会返回一个空指针，那么我们安全期间，在我们使用这块分配的内存前，都应该进行一次空指针的验证。

int main (void)
{
    int *p;
    p=(int *)malloc(sizeof(*p)*1000);
    if(p==NULL)
    {
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
    printf("success");
    return 0;
}

注意上面的两点，一个是空指针的验证，另外一个是分配内存的大小，这里我们常常是用类型的大小乘以存储成员的数量来计算分配。如果是字符串，我们就不要忘记了加1，来存储\0。

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

int main (void)
{
    char *p;
    p=(char *)malloc(sizeof(*p)*1000+1);
    if(p==NULL)
    {
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
    printf("success");
    return 0;
}

接下来我们看一下calloc元素的原型：

void * __cdecl calloc(_In_ size_t _Count, _In_ size_t _Size);

从上面我们可以看到calloc函数有两个参数，分配是，数量和大小。由此可以说明，calloc是C语言用来分配数组空间最好的选择。那么我们就把第一段代码改一下：

int main (void)
{
    int *p;
    p=(int *)calloc(1000,sizeof(int));
    if(p==NULL)
    {
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
    printf("success");
    return 0;
}

这样就更合适了。

最后是realloc，我们也来看一下realloc元素的原型：

void * __cdecl realloc(_Post_ptr_invalid_ void * _Memory, _In_ size_t _NewSize);

当我们之前分配了一个数组的大小，但是后来我们却发现这个大小不够用了，或者是太大了，那么我们就可以利用realloc来调整我们的占用内存大小：

int main (void)
{
    int *p;
    p=(int *)calloc(1000,sizeof(int));
    if(p==NULL)
    {
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
    realloc(p,sizeof(int)*100);
    if(p==NULL)
    {
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
    printf("success");
    return 0;
}

也别忘了检验p是否为空指针的情况。

在C标准中，并没有对realloc的实现做以规定，但是对于大部分编译器来说，如果是把原地址空间缩小，他会尽量地不去移动原来的数据。如果是把空间增大，那么他会尽量首先在原地址的末尾去分配内存，如果不足以分配，那么编译器才会去寻找新的地址块，并且把原地址空间内的数据转移到新的地址上。

2. 释放空间

习惯了Java/C#的我们，似乎已经忘记了要回收垃圾的习惯，在C/C++中，是没有GC的，因此我们要记得，当我们在堆上分配了一块内存，并且不在使用时，我们要使用free函数来释放掉空间。看下free的原型：

void   __cdecl free(_Post_ptr_invalid_ void * _Memory);

很简单，不再赘述。

3. 指向指针的指针

在读大学时，我一直对这个概念不是很理解，现在我更愿意这样去理解指针。

当我们声明了int *p=malloc(1000)的时候，我们可以这样来理解：

其实我更愿意把p就理解成一个地址的值，p=0x1111（0x1111是分配的1000字节内存的首地址）。那么什么是指向指针的指针呢？

这里的q就是指向指针的指针，q的值就是0x0004，也就是p所在的地址。

以此类推，我们还可以知道指向指针的指针的指针。

4. 函数指针

我们来看C语言里提供了qsort函数：

_CRTIMP void __cdecl qsort(_Inout_bytecap_x_(_NumOfElements * _SizeOfElements) void * _Base, 
    _In_ size_t _NumOfElements, _In_ size_t _SizeOfElements, 
        _In_ int (__cdecl * _PtFuncCompare)(const void *, const void *));

最后一个参数就是一个函数指针，其实不用这么麻烦，我们来看个简单的函数指针的原型：