C语言 内存管理

动态分配内存

头文件：stdlib.h

• void *malloc(int size);：在堆区分配一块指定大小的内存空间，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
• void *calloc(int len, int size);：在堆区分配一块len*size大小的内存空间，并且每个字节都初始化为0
• void *realloc(void *ptr, int newsize);：重新分配内存，把内存扩展到newsize
• void free(void *ptr);：释放指针ptr所指向的内存块

对于void *realloc(void *ptr, int newsize);：

• 指针ptr必须是在动态内存空间分配成功的指针
• 如果ptr为NULL，效果同malloc()
• 如果newsize为0，效果同free()

• 成功分配内存后ptr将被系统回收，一定不可再对ptr指针做任何操作，包括free

• 如果是扩大内存操作会把ptr指向的内存中的数据复制到新地址(新地址也可能会和原地址相同，但依旧不能对原指针进行任何操作)
• 如果是缩小内存操作，原始据会被复制并截取新长度
• 分配成功返回新的内存地址，可能与ptr相同，也可能不同；失败则返回NULL
• 如果分配失败，ptr指向的内存不会被释放，它的内容也不会改变，依然可以正常使用

在定义数组的时候，我们必须事先定好数组的长度，并且不能再改变长度

而使用动态内存分配，可以做到所谓的动态数组，在运行时确定数组长度

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

int main(int argc, char *argv[]){
    int *arr = (int *)malloc(sizeof(int) * (argc-1));
    for(int i=1; i<argc; i++){
        int value = atoi(argv[i]);
        arr[i-1] = value;
    }
    for(int i=0; i<argc-1; i++){
        printf("arr[%d] = %d\n", i, arr[i]);
    }
    free(arr);
    return 0;
}

$ gcc a.c

$ ./a.out 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
arr[0] = 1
arr[1] = 2
arr[2] = 3
arr[3] = 4
arr[4] = 5
arr[5] = 6
arr[6] = 7
arr[7] = 8
arr[8] = 9
arr[9] = 10

memset()、memcpy()、memmove()、strcpy()

头文件：string.h

void *memset(void *buffer, int c, int len);

把buffer所指内存区域的前len个字节设置成字符c

经常用来初始化基本数据类型、结构体等，因为比用for循环快多了

void *memcpy(void *dest, void *src, int len);

由src所指内存区域复制len个字节到dest所指内存区域

src和dest所指内存区域不能重叠，函数返回指向dest的指针，可以拿它拷贝任何数据类型的对象

void *memmove(void *dest, void *src, int len);

它与memcpy的功能相似，都是将src所指的len个字节复制到dest所指的内存地址的起始位置

不同的是它处理了src和dest有重叠的情况，当目标区域与源区域没有重叠则和memcpy函数功能相同

char *strcpy(char *dest, char *src);

把src所指由NULL结束的字符串复制到dest所指的数组中

src和dest所指内存区域不可以重叠且dest必须有足够的空间来容纳src的字符串，返回指向dest的指针

字符串赋值

定义一个字符串可以用一个字符数组：如字符串”Google”可以表示为char str[7] = {'G', 'o', 'o', 'g', 'l', 'e'};

但是这样也太麻烦了，所以c语言允许这样简写：char str[] = {"Google"};或者char str[] = "Google";

但是只有在初始化的时候才能这么干，如果在赋值的时候，只能一个一个字符赋值！

因为在赋值的时候，对于str = "Google";，”Google”实际是一个char *类型的字符串常量，存储在代码区，而str则是char [7]类型的变量，所以编译报错

而对于一个字符指针，有这么几种赋值方式：

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char *str = "www.zfl9.com";

对于”www.zfl9.com”，这是一个字符串常量，存储在代码区，因为是常量，所以不能通过指针修改它的值！

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char *str = (char *)malloc(sizeof(char) * 50);

strcpy(str, "www.zfl9.com");

第一个语句，申请了50个字节长的堆空间，第二个语句，将存储在代码区的”www.zfl9.com”字符串常量拷贝到刚才申请到的堆内存中，也就是内存的复制

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char *str = (char *)malloc(sizeof(char) * 50);

str = "www.zfl9.com";

第一个语句，申请了50个字节长的堆空间，第二个语句，改变这个指针的指向，指向存储在代码区的”www.zfl9.com”

这种方式，会直接把刚才申请的堆内存的地址给弄丢了！搞得不好就会内存溢出，因为那50个字节的内存找不回了！