C语言 内存管理

C语言 内存管理

堆区内存分配和释放

一、malloc 函数

#include <stdlib.h>
void *malloc(size_t size);

功能：在内存的动态存储区(堆区)中分配一块长度为size字节的连续区域，用来存放类型说明符指定的类型。分配的内存空间内容不确定，一般使用memset初始化。

参数：

• size：需要分配内存大小(单位：字节)

返回值：

• 成功：分配空间的起始地址
• 失败：NULL

二、free 函数

#include <stdlib.h>
void 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，指向被释放区域的首地址。对同一内存空间多次释放会出错。
参数：

• ptr：需要释放空间的首地址，被释放区应是由malloc函数所分配的区域。

返回值：无

三、案例

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
#include <math.h>
#include <time.h>

int main(void)
{
    // 栈区大小 1M
    //int arr[210000] = {0};

    // 1、开辟堆空间存储数据
    // int* p (强制转换的类型*)malloc(sizeof(开辟类型大小));
    int* p = (int*)malloc(sizeof(int));
    
    // 2、使用堆空间
    *p = 123;
    printf("%d\n", *p);

    // 3、释放堆空间
    free(p);
    // 避免野指针出现
    // p = NULL;

    // 查看内存地址、p为野指针
    printf("%p\n", p);

    // 操作野指针、释放后再次使用堆空间
    *p = 123;
    printf("%d\n", *p);

    return 0;
}

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
#include <math.h>
#include <time.h>

int main(void)
{
    
    // 开辟堆内存空间
    int* p = (int*)malloc(sizeof(int) * 10);

    // 判断p内存是否开辟成功
    if (!p)
    {
        printf("程序异常");
        return -1;
    }

    // 通过指针存储操作堆空间
    for (int i = 0; i < 10; i++)
    {
        p[i] = i;
    }

    // 输出堆空间内容
    for (int i = 0; i < 10; i++)
    {
        printf("%d\n", *(p + i));
    }

    // 释放内存
    free(p);

    return 0;
}

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
#include <math.h>
#include <time.h>
#define MAX 10

int main(void)
{
    // 通过堆内存、创建随机数
    srand((size_t)time(NULL));
    // 如果指针改变该堆内存则变为无主空间
    int* p = (int*)malloc(sizeof(int) * MAX);

    for (size_t i = 0; i < MAX; i++)
    {
        p[i] = rand() % 100;
        printf("%d\n", p[i]);
    }

    for (size_t i = 0; i < MAX; i++)
    {
        printf("%d\n", p[i]);
        // p++;
    }

    // 如p++改变指针地址free则无法释放内存
    free(p);

    return 0;
}

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
#include <math.h>
#include <time.h>

int main(void)
{
    // 二级指针开放堆空间存储一级指针的内存地址
    // int arr[5][3]
    int** p = (int**)malloc(sizeof(int*) * 5);

    // 开辟一级指针对应的堆空间
    for (int i = 0; i < 5; i++)
    {
        // 通过二级指针、开辟一级指针对应堆空间
        p[i] = (int*)malloc(sizeof(int) * 3);
    }

    // 赋值
    for (int i = 0; i < 5; i++)
    {
        for (int j = 0; j < 3; j++)
        {
            scanf("%d", &p[i][j]);
        }
    }

    // 打印
    for (int i = 0; i < 5; i++)
    {
        for (int j = 0; j < 3; j++)
        {
            // printf("%d", p[i][j]);
            // printf("%d", *(p[i]+j));
            printf("%d", *(*(p+i)+j));
        }
        printf("\n");
    }

    for (int i = 0; i < 5; i++)
    {
        // 释放一级指针堆空间
        free(p[i]);
    }

    // 释放二级指针堆空间
    free(p);

    return 0;
}