《C语言33—内存管理》

2019年4月8日星期一 晴

（声明：理论知识部分来自菜鸟教程网站！）
今日学习内容：

36、C 内存管理

本章将讲解 C 中的动态内存管理。C 语言为内存的分配和管理提供了几个函数。这些函数可以在 <stdlib.h> 头文件中找到。

序号	函数和描述
1	void *calloc(int num, int size); 在内存中动态地分配 num 个长度为 size 的连续空间，并将每一个字节都初始化为 0。所以它的结果是分配了 num*size 个字节长度的内存空间，并且每个字节的值都是0。
2	void free(void *address); 该函数释放 address 所指向的内存块,释放的是动态分配的内存空间。
3	void *malloc(int num); 在堆区分配一块指定大小的内存空间，用来存放数据。这块内存空间在函数执行完成后不会被初始化，它们的值是未知的。
4	void *realloc(void *address, int newsize); 该函数重新分配内存，把内存扩展到 newsize。

注意：void * 类型表示未确定类型的指针。C、C++ 规定 void * 类型可以通过类型转换强制转换为任何其它类型的指针。

（1）动态分配内存
编程时，如果您预先知道数组的大小，那么定义数组时就比较容易。例如，一个存储人名的数组，它最多容纳 100 个字符，所以您可以定义数组，如下所示：

char name[100];

但是，如果您预先不知道需要存储的文本长度，例如您向存储有关一个主题的详细描述。在这里，我们需要定义一个指针，该指针指向未定义所需内存大小的字符，后续再根据需求来分配内存，如下所示：
实例

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
 
int main()
{
   char name[100];
   char *description;
 
   strcpy(name, "Zara Ali");
 
   /* 动态分配内存 */
   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 );
}

当上面的代码被编译和执行时，它会产生下列结果：

Name = Zara Ali
Description: Zara ali a DPS student in class 10th

补充理解：

fprintf是C/C++中的一个格式化库函数，位于头文件<cstdio>或<bits/stdc++.h>中，其作用是格式化输出到一个流/文件中；函数原型为int fprintf( FILE *stream, const char *format, [ argument ]...)，fprintf()函数根据指定的格式(format)向输出流(stream)写入数据(argument)。

stderr，进程将从标准输入文件中得到输入数据，将正常输出数据输出到标准输出文件，而将错误信息送到标准错误文件中。在C中，程序执行时，一直处于开启状态。

上面的程序也可以使用 calloc() 来编写，只需要把 malloc 替换为 calloc 即可，如下所示：

calloc(200, sizeof(char));

当动态分配内存时，您有完全控制权，可以传递任何大小的值。而那些预先定义了大小的数组，一旦定义则无法改变大小。

（2）重新调整内存的大小和释放内存
当程序退出时，操作系统会自动释放所有分配给程序的内存，但是，建议您在不需要内存时，都应该调用函数 free() 来释放内存。

或者，您可以通过调用函数 realloc() 来增加或减少已分配的内存块的大小。让我们使用 realloc() 和 free() 函数，再次查看上面的实例：

实例

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
 
int main()
{
   char name[100];
   char *description;
 
   strcpy(name, "Zara Ali");
 
   /* 动态分配内存 */
   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.");
   }
   /* 假设您想要存储更大的描述信息 */
   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() 函数释放内存 */
   free(description);
}

当上面的代码被编译和执行时，它会产生下列结果：

Name = Zara Ali
Description: Zara ali a DPS student.She is in class 10th

您可以尝试一下不重新分配额外的内存，strcat() 函数会生成一个错误，因为存储 description 时可用的内存不足。

---

真的是烦啊，老是出问题，明明是一样的程序，却老是一堆问题，下面是我在VS2017里面的程序，其中有错误，就是description = (char *)realloc(description, 100 * sizeof(char));这句好像有问题，但是我不知道什么原因，真的是心情烦躁。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
//C 语言为内存的分配和管理的这些函数可以在 <stdlib.h> 头文件中找到。

int func1(void);
int func2(void);

int main()
{
    func1();
    func2();

    return 0;
}

int func1()
{
    char name[100];
    char *description;

    strcpy_s (name,100,"Zara Ali");

    /* 动态分配内存 */
    description = (char *)malloc(200 * sizeof(char));
    if (description == NULL)
    {
        fprintf(stderr, "Error-unable to allocate required memory\n");

    }
    else
    {
        strcpy_s(description, 100,"Zaa ali a DPS student in class 10th");
        printf ("Name=%s\n", name);
        printf("Description:%s\n", description);
    }

}

int func2()
{
    char name[100];
    char *description;

    strcpy_s(name, 100,"Zara Ali");

    /* 动态分配内存 */
    description = (char *)malloc(30 * sizeof(char));
    if (description == NULL)
    {
        fprintf(stderr, "Error - unable to allocate required memory\n");
    }
    else
    {
        strcpy_s(description,100, "Zara ali a DPS student.");
    }
    /* 假设您想要存储更大的描述信息 */
    description = (char *)realloc(description, 60 * sizeof(char));
    if (description == NULL)
    {
        fprintf(stderr, "Error - unable to allocate required memory\n");
    }
    else
    {
        strcat_s(description, 100,"She is in class 10th");
    }

    printf("Name = %s\n", name);
    printf("Description: %s\n", description);

    /* 使用 free() 函数释放内存 */
    free(description);
}

错误提示如下：

错误提示

---

Weif
2019年4月8日