C语言中的动态内存分配

客官°小女子只卖身不卖艺 2024-04-17 17:53 69阅读 0赞

**目录**

什么是内存的动态分配？

怎样建立内存的动态分配？

用malloc函数开辟动态存储区

用calloc函数开辟动态存储区

用realloc函数重新分配动态存储区

用free函数释放动态存储区

void指针类型

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# **什么是内存的动态分配？** #

**全局变量是分配在内存中的静态存储区的，非静态的局部变量****(包括形参)是分配在内存中的动态存储区的，这个存储区是一个称为栈(stack)的区域。除此以外，C语言还允许建立内存动态分配区域，以存放一些临时用的数据，这些数据不必在程序的声明部分定义，也不必等到函数结束时才释放，而是需要时随时开辟，不需要时随时释放。这些数据是临时存放在一个特别的自由存储区，称为堆(heap)区。可以根据需要，向系统申请所需大小的空间。由于未在声明部分定义它们为变量或数组，因此不能通过变量名或数组名去引用这些数据，只能通过指针来引用。**

# **怎样建立内存的动态分配？** #

## **用malloc函数开辟动态存储区** ##

函数原型为：

void*malloc(unsigned int size);

**作用**是在内存的动态存储区中分配一个长度为size的连续空间。形参size的类型定为无符号整型(不允许为负数)。此函数的值（即“返回值”）是所分配区域的第一个字节的地址，或者说，此函数是一个指针型函数，返回的指针指向该分配域的第一个字节。

int *pNumber = (int*)malloc(100); // 分配100字节内存
    
    int *pNumber = (int*)malloc(25*sizeof(int));//存储25个int值的内存

类型转换（int\*）将函数返回的地址转换成 int 类型的指针。

在调用 malloc() 时，应该利用 sizeof 计算存储块大小，不要直接写数值，因为不同平台数据类型占用空间大小可能不同

注意：指针的基类型为void，即不指向任何类型的数据，只提供一个纯地址。如果此函数未能成功地执行(例如内存空间不足)，则返回空指针(NULL)。

用 if 语句检查是否分配：

int *pNumber = (int*)malloc(25*sizeof(int));
    
        if (!pNumber)
        {
            // 内存分配失败的处理代码
        }

## 用calloc函数开辟动态存储区 ##

函数原型为：

void *calloc(unsigned n,unsigned size);

**作用**是在内存的动态存储区中分配n个长度为size的连续空间，这个空间一般比较大，足以**保存一个数组**。

用calloc函数可以为一维数组开辟动态存储空间，n为数组元素个数，每个元素长度为size。这就是动态数组。函数返回指向所分配域的第一个字节的指针；如果分配不成功，返回NULL。

int *pNumber = (int*)calloc(75, sizeof(int));    
        // 分配了包含75个int元素的数组

colloc() 与 malloc() 相比有两个优点：  
　　（1）它把内存分配为给定大小的数组；  
　　（2）它初始化了所分配的内存，所有位都是 0。

## 用realloc函数重新分配动态存储区 ##

函数原型为：

void *realloc(void*p,unsigned int size);

如果已经通过malloc函数或calloc函数获得了动态空间，想改变其大小，可以用realloc函数重新分配。

用realloc函数将p所指向的动态空间的大小改变为size。p的值不变。如果重分配不成功，返回NULL。

## 用free函数释放动态存储区 ##

函数原型为

void free(void *p);

**作用**是释放指针变量p所指向的动态空间，使这部分空间能重新被其他变量使用。p应是最近一次调用calloc或malloc函数时得到的函数返回值。

free(p);  //释放指针变量p所指向的已分配的动态空间

注意：以上4个函数的以上4个函数的声明在stdlib.h头文件中，在用到这些函数时应当用“\#include <stdlib.h>”指令把stdlib.h头文件包含到程序文件中。

# void指针类型 #

C 99允许使用基类型为void的指针类型。可以定义一个基类型为void的指针变量(即void\*型变量)，它不指向任何类型的数据。在将它的值赋给另一指针变量时由系统对它进行类型转换，使之适合于被赋值的变量的类型。

int *pt;
    pt=(int *)mcaloc(100);	//mcaloc(100)是void *型，把它转换为int *型

注意：不要把“指向void类型”理解为能指向“任何的类型”的数据，而应理解为“指向空类型”或“不指向确定的类型”的数据。

例：建立动态数组，输入5个学生的成绩，另外用一个函数检查其中有无低于60分的，输出不合格的成绩。

#include <stdio.h>
    #include <stdlib.h>	           //程序中用了malloc函数，应包含stdlib.h
    int main()
    {	void check(int *);				//函数声明
    	int *p1,i;					//p1是int型指针
    	p1=(int *)malloc(5*sizeof(int));//开辟动态内存区，将地址转换成int *型，然后放在p1中
    	for(i=0;i<5;i++) 
    		scanf("%d",p1+i);			//输入5个学生的成绩 
    	check(p1);					//调用check函数
    	return 0;
    }
    
    void check(int *p)					//定义check函数，形参是int*指针
    {	int i;
    	printf("They are fail:");
    	for(i=0;i<5;i++)
    		if(p[i]<60) printf("%d ",p[i]); 	//输出不合格的成绩 
    	printf("\n");
    }

运行程序：

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例二：

演示动态内存分配：

#include<stdio.h>
    #include<stdlib.h>
    int main()
    {
    	int i;
    	int *p=(int *)malloc(5*sizeof(int));
    	for(i=0;i<5;i++)
    		p[i]=i; //对p进行赋值
    	for(i=0;i<5;i++)
    		printf("p[%d]=%d\n",i,p[i]);
    	free(p);
    	return 0;
    
    }

运行程序：

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