C 記憶體管理
本章將講解 C 中的動態記憶體管理。C 語言為記憶體的分配和管理提供了幾個函數。這些函數可以在 <stdlib.h> 頭檔中找到。
| 序號 | 函數和描述 |
|---|---|
| 1 | void *calloc(int num, int size); 在內存中動態地分配 num 個長度為 size 的連續空間，並將每一個位元組都初始化為 0。所以它的結果是分配了 num*size 個位元組長度的記憶體空間，並且每個位元組的值都是0。 |
| 2 | void free(void *address); 該函數釋放 address 所指向的記憶體塊,釋放的是動態分配的記憶體空間。 |
| 3 | void *malloc(int num); 在堆區分配一塊指定大小的記憶體空間，用來存放數據。這塊記憶體空間在函數執行完成後不會被初始化，它們的值是未知的。 |
| 4 | void *realloc(void *address, int newsize); 該函數重新分配記憶體，把記憶體擴展到 newsize。 |
注意：void * 類型表示未確定類型的指針。C、C++ 規定 void * 類型可以通過類型轉換強制轉換為任何其他類型的指針。
動態分配記憶體
編程時，如果您預先知道數組的大小，那麼定義數組時就比較容易。例如，一個存儲人名的數組，它最多容納 100 個字元，所以您可以定義數組，如下所示：
char name[100];
但是，如果您預先不知道需要存儲的文本長度，例如您向存儲有關一個主題的詳細描述。在這裏，我們需要定義一個指針，該指針指向未定義所需記憶體大小的字元，後續再根據需求來分配記憶體，如下所示：
實例
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
int main()
{
char name[100];
char *description;
strcpy(name, "Zara Ali");
/* 動態分配記憶體 */
description = (char *)malloc( 200 * sizeof(char) );
if( description == NULL )
{
fprintf(stderr, "Error - unable to allocate required memory\n");
}
else
{
strcpy( description, "Zara ali a DPS student in class 10th");
}
printf("Name = %s\n", name );
printf("Description: %s\n", description );
}
當上面的代碼被編譯和執行時，它會產生下列結果：
Name = Zara Ali Description: Zara ali a DPS student in class 10th
上面的程式也可以使用 calloc() 來編寫，只需要把 malloc 替換為 calloc 即可，如下所示：
calloc(200, sizeof(char));
當動態分配記憶體時，您有完全控制權，可以傳遞任何大小的值。而那些預先定義了大小的數組，一旦定義則無法改變大小。
重新調整記憶體的大小和釋放記憶體
當程式退出時，操作系統會自動釋放所有分配給程式的記憶體，但是，建議您在不需要記憶體時，都應該調用函數 free() 來釋放記憶體。
或者，您可以通過調用函數 realloc() 來增加或減少已分配的記憶體塊的大小。讓我們使用 realloc() 和 free() 函數，再次查看上面的實例：
實例
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
int main()
{
char name[100];
char *description;
strcpy(name, "Zara Ali");
/* 動態分配記憶體 */
description = (char *)malloc( 30 * sizeof(char) );
if( description == NULL )
{
fprintf(stderr, "Error - unable to allocate required memory\n");
}
else
{
strcpy( description, "Zara ali a DPS student.");
}
/* 假設您想要存儲更大的描述資訊 */
description = (char *) realloc( description, 100 * sizeof(char) );
if( description == NULL )
{
fprintf(stderr, "Error - unable to allocate required memory\n");
}
else
{
strcat( description, "She is in class 10th");
}
printf("Name = %s\n", name );
printf("Description: %s\n", description );
/* 使用 free() 函數釋放記憶體 */
free(description);
}
當上面的代碼被編譯和執行時，它會產生下列結果：
Name = Zara Ali Description: Zara ali a DPS student.She is in class 10th
您可以嘗試一下不重新分配額外的記憶體，strcat() 函數會生成一個錯誤，因為存儲 description 時可用的記憶體不足。