C语言-内存管理之二[内存指令]

内存指令

malloc    原型：extern void *malloc(unsigned int num_bytes);

头文件：#include 或 #include （注意：alloc.h 与 malloc.h 的内容是完全一致的。）

　  功能：分配长度为num_bytes字节的内存块

　  说明：如果分配成功则返回指向被分配内存的指针，否则返回空指针NULL。

　  当内存不再使用时，应使用free()函数将内存块释放。

　  举例：

　　/*malloc.c*/

　　#include

　　#include

　　main()

　　{

　　char *p;

　　clrscr();                 /*clear screen*/

p=(char *)malloc(100);

 

　　if(p)

　　printf("Memory Allocated at: %x",p);

　　else

printf("Not Enough Memory!\n");

          

　　free(p);

　　getchar();

　　return 0;

　　}

　  函数声明(函数原型)：

　  void *malloc(int size);

　  说明：malloc 向系统申请分配指定size个字节的内存空间。返回类型是 void* 类型。void* 表示未确定类型的指针。C，C++规定，void* 类型可以强制转换为任何其它类型的指针。

　  从函数声明上可以看出。malloc 和 new 至少有两个不同: new 返回指定类型的指针，并且可以自动计算所需要大小。比如：

　　int *p;

　　p = new int; //返回类型为int* 类型(整数型指针)，分配大小为 sizeof(int);

　　或：

　　int* parr;

　　parr = new int [100]; //返回类型为 int* 类型(整数型指针)，分配大小为 sizeof(int) * 100; 而 malloc 则必须由我们计算要字节数，并且在返回后强行转换为实际类型的指针。

　　int* p;

　　p = (int *) malloc (sizeof(int));

　  第一、malloc 函数返回的是 void * 类型，如果你写成：p = malloc (sizeof(int)); 则程序无法通过编译，报错：“不能将 void* 赋值给 int * 类型变量”。所以必须通过 (int *) 来将强制转换。

　  第二、函数的实参为 sizeof(int) ，用于指明一个整型数据需要的大小。如果你写成：

　　int* p = (int *) malloc (1);

代码也能通过编译，但事实上只分配了1个字节大小的内存空间，当你往里头存入一个整数，就会有3个字节无家可归，而直接“住进邻居家”！造成的结果是后面的内存中原有数据内容全部被清空。

　  malloc 也可以达到 new [] 的效果，申请出一段连续的内存，方法无非是指定你所需要内存大小。

　  比如想分配100个int类型的空间：

　　int* p = (int *) malloc ( sizeof(int) * 100 ); //分配可以放得下100个整数的内存空间。

　  另外有一点不能直接看出的区别是，malloc 只管分配内存，并不能对所得的内存进行初始化，所以得到的一片新内存中，其值将是随机的。

　  除了分配及最后释放的方法不一样以外，通过malloc或new得到指针，在其它操作上保持一致。

　  对其做一个特例补充

　　char *ptr;

　　if ((ptr = (char *)malloc(0)) == NULL)

　　puts("Got a null pointer");

　　else

　　puts("Got a valid pointer");

　  此时得到的是Got a valid pointer。把0赋给malloc能得到一个合法的指针。

malloc（）函数的工作机制

　  malloc函数的实质体现在，它有一个将可用的内存块连接为一个长长的列表的所谓空闲链表。调用malloc函数时，它沿连接表寻找一个大到足以满足用户请求所需要的内存块。然后，将该内存块一分为二（一块的大小与用户请求的大小相等，另一块的大小就是剩下的字节）。接下来，将分配给用户的那块内存传给用户，并将剩下的那块（如果有的话）返回到连接表上。调用free函数时，它将用户释放的内存块连接到空闲链上。到最后，空闲链会被切成很多的小内存片段，如果这时用户申请一个大的内存片段，那么空闲链上可能没有可以满足用户要求的片段了。于是，malloc函数请求延时，并开始在空闲链上翻箱倒柜地检查各内存片段，对它们进行整理，将相邻的小空闲块合并成较大的内存块。

realloc

原型：extern void *realloc(void *mem_address, unsigned int newsize);

    功能：改变mem_address所指内存区域的大小为newsize长度。

    说明：如果重新分配成功则返回指向被分配内存的指针，否则返回空指针NULL。

    当内存不再使用时，应使用free()函数将内存块释放。

    注意：这里原始内存中的数据还是保持不变的。

    举例：

  // realloc.c

  #include

  #include

  main()

  {

  char *p;

  clrscr(); // clear screen

  p=(char *)malloc(100);

  if(p)

  printf("Memory Allocated at: %x",p);

  else

  printf("Not Enough Memory!\n");

  getchar();

  p=(char *)realloc(p,256);

  if(p)

  printf("Memory Reallocated at: %x",p);

  else

  printf("Not Enough Memory!\n");

  free(p);

  getchar();

  return 0;

  }

详细说明及注意要点：

1.      如果有足够空间用于扩大mem_address指向的内存块，则分配额外内存，并返回mem_address这里说的是“扩大”，我们知道，realloc是从堆上分配内存的，当扩大一块内存空间时， realloc()试图直接从堆上现存的数据后面的那些字节中获得附加的字节，如果能够满足，自然天下太平。也就是说，如果原先的内存大小后面还有足够的空闲空间用来分配，加上原来的空间大小＝newsize。那么就ok。得到的是一块连续的内存。

2.      如果原先的内存大小后面没有足够的空闲空间用来分配，那么从堆中另外找一块newsize大小的内存。并把原来大小内存空间中的内容复制到newsize中。返回新的mem_address指针。（数据被移动了）。

       老块被放回堆上。

       例如：

  #include

  char *p，*q;

  p = (char * ) malloc (10);

  q=p;

  p = (char * ) realloc (p,20);

  …………………………

       这段程序也许在编译器中没有办法通过，因为编译器可能会为我们消除一些隐患！在这里我们只是增加了一个记录原来内存地址的指针q，然后记录了原来的内存地址p，如果不幸的话，数据发生了移动，那么所记录的原来的内存地址q所指向的内存空间实际上已经放回到堆上了!这样一来，我们应该终于意识到问题的所在和可怕了吧！

3.      返回情况。返回的是一个void类型的指针，调用成功。（这就再你需要的时候进行强制类型转换）返回NULL，当需要扩展的大小（第二个参数）为0并且第一个参数不为NULL，此时原内存变成了“freed（游离）”的了。返回NULL，当没有足够的空间可供扩展的时候，此时，原内存空间的大小维持不变。

4.      特殊情况。如果mem_address为null，则realloc()和malloc()类似。分配一个newsize的内存块，返回一个指向该内存块的指针。如果newsize大小为0，那么释放mem_address指向的内存，并返回null。如果没有足够可用的内存用来完成重新分配（扩大原来的内存块或者分配新的内存块），则返回null.而原来的内存块保持不变。

 

+++添加中......