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C malloc

2018-07-05 11:20 更新

学习C - C malloc

你也可以显式地在运行时分配内存。

你也可以显式地在运行时分配内存。...

当你使用 malloc()函数，指定内存的字节数你想要分配作为参数。

该函数返回它的内存的第一个字节的地址分配响应您的请求。

动态内存分配的一个典型示例可能是:

int *pNumber = (int*)malloc(100);

这里，您请求了100字节的内存，并将此内存块的地址分配给pNumber。

以下代码分配内存以容纳25个整数。

int *pNumber = (int*)malloc(25*sizeof(int));

(int *)将函数返回的地址转换为int类型的指针。


#include <stdio.h> 
#include <stdlib.h> 
main() 
{ 
   char *name; 
   name = (char *) malloc(80*sizeof(char)); 
   if ( name != NULL ) { 
      printf("\nEnter your name: "); 
      gets(name); 
      printf("\nHi %s\n", name); 
      free(name); //free memory resources 
   }  // end if 
} //end main

上面的代码生成以下结果。

免费和malloc

下面的代码显示了处理内存分配失败的模式。

int *pNumber = (int*)malloc(25*sizeof(int));
if(!pNumber)
{
  // Code to deal with memory allocation failure . . .
}

释放动态分配的内存

当动态分配内存时，您需要在不再需要时释放内存。

要释放内存，只需写下这条语句:

free(pNumber);
pNumber = NULL;

free()函数具有类型为 void * 的形式参数，你可以传递任何类型的指针作为参数。


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

    int main(void)
    {
      unsigned long long *pPrimes = NULL;  // Pointer to primes storage area
      int total = 5;                       // Number of primes required

      // Allocate sufficient memory to store the number of primes required
      pPrimes = (unsigned long long*)malloc(total*sizeof(unsigned long long));

      if(!pPrimes){
         printf("Not enough memory.\n");
         return 1;
      }
      free(pPrimes);                      // Release the heap memory . . .
      pPrimes = NULL;                     // . . . and reset the pointer
      return 0;
   }

上面的代码生成以下结果。

例子

在本节中，我们将使用指针创建一个动态数组。

一般来说，我们可以声明一个数组使用[]和size。现在我们可以声明动态大小的数组。

基本上，当我们添加一个新值时，我们分配内存，然后将其附加到数组。


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

  int main(int argc, const char* argv[]) { 

    // define dynamic array of pointer 
    int *numbers; // single array pointer 

    // a number of array 
    int N = 10; 

    // allocate memory 
    numbers = malloc( N * sizeof(int)); 

    // set values 
    int i; 
    for(i=0;i<N;i++){ 
      numbers[i] = i+3; 
    } 

    // display values 
    for(i=0;i<N;i++){ 
        printf("%d ",numbers[i]); 
    } 
    printf("\n"); 

    // free memory 
    free(numbers); 

    return 0; 
  }

上面的代码生成以下结果。

注意

另一个示例，我们还定义了具有多维的动态数组。

例如，我们创建二维动态数组。


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

   int main(int argc, const char* argv[]) { 

     // define dynamic array of pointer 
     int **matrix; // two dimensional array pointer 

     // a number of array 
     int M = 3; 
     int N = 5; 

     // allocate memory 
     matrix = malloc( M * sizeof(int*)); 

     // set values 
     int i,j; 
     for(i=0;i<M;i++){ 
       matrix[i] = malloc( N * sizeof(int)); 
       for(j=0;j<N;j++){ 
           matrix[i][j] = i + j; 
       } 
     } 

     // display values 
     for(i=0;i<M;i++){ 
         for(j=0;j<N;j++){ 
             printf("%d ",matrix[i][j]); 
         } 
         printf("\n"); 
     } 

     // free memory 
     free(matrix); 

     return 0; 
   }

上面的代码生成以下结果。

使用calloc()函数的内存分配

在stdlib.h头中声明的 calloc()函数。

它提供了比 malloc()的几个优势。

它将内存分配为给定大小的元素数。

它初始化分配的内存，使所有字节为零。

calloc()函数需要两个参数值:数据项的数量和每个数据项的大小。

两个参数都是 size_t 类型。

分配的区域的地址返回类型void *。

这里是如何使用 calloc()为int类型的75个元素的数组分配内存:

int *pNumber = (int*) calloc(75, sizeof(int));

如果不可能分配所请求的内存，则返回值将为NULL。

你可以让编译器负责提供转换:

int *pNumber = calloc(75, sizeof(int));

例子


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

    int main(void)
    {
      unsigned long long *pPrimes = NULL;  // Pointer to primes storage area
      int total = 5;                       // Number of primes required

      // Allocate sufficient memory to store the number of primes required
      pPrimes = calloc((size_t)total, sizeof(unsigned long long));
      if (pPrimes == NULL) {
           printf("Not enough memory. It"s the end I"m afraid.\n");
           return 1;
      }
      free(pPrimes);                      // Release the heap memory . . .
      pPrimes = NULL;                     // . . . and reset the pointer
      return 0;
   }

上面的代码生成以下结果。

扩展动态分配的内存

realloc()函数使您能够重用或扩展内存您先前使用malloc()或calloc()(或realloc())分配。

realloc()函数需要两个参数值:一个包含先前地址的指针通过调用malloc()，calloc()或realloc()返回，以及新内存的大小(以字节为单位)。

例3

由malloc()获取的各个内存段可以像数组成员一样处理;这些内存段可以用索引引用。


#include <stdio.h> 
#include <stdlib.h> 
main() 
{ 
   int *numbers; 
   int x; 
   numbers = (int *) malloc(5 * sizeof(int)); 
   if ( numbers == NULL ) 
      return;  // return if malloc is not successful 
   numbers[0] = 100; 
   numbers[1] = 200; 
   numbers[2] = 300; 
   numbers[3] = 400;  
   numbers[4] = 500; 
   printf("\nIndividual memory segments initialized to:\n"); 
   for ( x = 0; x < 5; x++ ) 
      printf("numbers[%d] = %d\n", x, numbers[x]); 
}

上面的代码生成以下结果。

例4

以下代码显示了扩展的连续内存和realloc()的结果。


#include<stdio.h> 
#include<stdlib.h> 
main() 
{ 
   int *number; 
   int *newNumber; 
   int x; 
   number = malloc(sizeof(int) * 5); 
   if ( number == NULL ) { 
      printf("\nOut of memory!\n"); 
      return; 
   }  // end if 
   printf("\nOriginal memory:\n"); 
   for ( x = 0; x < 5; x++ ) { 
      number[x] = x * 100; 
      printf("number[%d] = %d\n", x, number[x]); 
   }  // end for loop 
   newNumber = realloc(number, 10 * sizeof(int));  
   if ( newNumber == NULL ) { 
      printf("\nOut of memory!\n"); 
      return; 
   } 
   else 
      number = newNumber; 
   //intialize new memory only 
   for ( x = 5; x < 10; x++ ) 
      number[x] = x * 100; 
   printf("\nExpanded memory:\n"); 
   for ( x = 0; x < 10; x++ ) 
      printf("number[%d] = %d\n", x, number[x]); 
   //free memory 
   free(number); 
}

上面的代码生成以下结果。