C语言 内存管理精讲（malloc,calloc,free,relloc使用）

内存管理

自定义类型

简单的用一个新的类型名代替原有的类型名

typedef int Integer;

int i,j;

Integer k;

//声明结构体

typedef struct{

   int month;

   int day;

   int year;

}Date;                   //用typedef 生命的结构体，原结构体变量变成了一个新的类型了

Date birthday;     

Date *p;

//定义数组

typedef int Num[100];

Num a;

//定义指针

typedef char *String

String p,s[10];

//定义返回值为int类型无参数的函数指针

typedef int (*pointer)();

pointer p1,p2;

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typedef 只是对已经存在的类型制定一个新的类型名，而没有创造新的类型

用typedef声明数组类型 指针类型 结构体类型 共用体类型 枚举类型等

typedef 与 #define 表面上有相似之处

当不同的源文件中用到同一类型的数据时，常用typedef声明一些数据类型，可以吧所有的typedef名称声明单独放在一个头文件中

使用typedef名称有利于程序的通用与移植，有时程序会依赖与硬件的特性，用typedef类型便于移植。

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使用位域定义与结构体相仿

格式：

struct 位域结构名{

   

       类型说明   位域名：位域长度；

}

位域长度不能超过该类型的位数

可以将该类型所占的其他位忽略

可以无位域名，表示填充或者调整位置

例如：

struct sta{

    unsigned int  a:4; //占用半个字节 4位

    unsigned int :0;    //空域 第一个字节的剩余位全清零

    unsigned int b:4;   //占用半个字节 4位

    unsigned int c:4;   //占用半个字节 4位

}

>>>>>

|   a       |    空   |

|   b       |     c   |

再例如：

struct stb{

  int a:1;    //占用1位

  int  :2;     //表示 2个位 不用

  int b:3;    //占用3位

  int c:2;    //占用2位

}

|   a 1   |   空 2   |   b 3  |   c  2 |      //共占8个位

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动态内存管理

非静态的局部变量是分配在内存中的动态存储区，这个存储区是一个称为 栈  的区域

如：int a 存放在栈区

C语言 还允许建立动态分配区域，以存放一些临时用的数据，这些数据需要随时开辟，不需要的时候试试释放，这些数据是临时存放在一个特别

的自由存储区，成为 堆 区 

如：全局变量 内存管理的手动分配单元  静态变量都是存在 堆区

关于静态和动态

静态内存分配是在程序执行之前进行的，因而效率比较高，但是它缺少灵活性，要求在程序执行之前，就知道所需要的内存的类型和数量

静态对象是有名字的变量，我们直接对起进行操作，而动态的对象是没有名字的变量，我们通过指针间接的对他进行操作

静态对象由编译器自动释放处理，动态变量需要手工释放

方法：

malloc  

calloc

free 

realloc

1、malloc(大小)   分配到堆区

void * malloc(usingned int size)；单位是(byte)字节数  

          其作用是在内容的动态存储区分配一个长度位 side 空间，此函数是一个指针型函数，返回的指针是该分配区域的开头的位置（或首地址）
 注意指针的类型位void 即不指向任何类型的数据，只提供一个地址。放什么类型的数据，强制转换位什么类型。
 如果函数未能成功申请到空间（内存不足），返回空指针 NULL

如：

//分配40个字节的连续空间，让a指向新空间的首地址

int *a =(int*)malloc(40);

//判读是否申请成功

if(a == NULL){

}

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练习：申请两个Student类型的空间

struct  Student stu;

*p = (struct *Student) malloc(sizeof(struct Strdent)*2);

//判断

if(p==NULL){

}

另一种：使用typedef

typedef struct Student{

  …..

……

}stu;

stu *p = (stu*) malloc( sizeof(stu)*2 );

//判断

if(p==NULL){

}

=========================

2、 calloc(数量,大小)  分配到堆区

viid * calloc(unsigned n,unsigned size);   上例改为 int a = sizeof(stu);   stu *b = (stu*) calloc(2,a);

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

可以为一维数组开辟动态存储空间，n为数组元素个数，每个元素长度位size，这就是动态数组。

calloc  ----->malloc

如：calloc(m,n)   ---->malloc(m*n);

malloc  ----->calloc

如：malloc(a)  ---->calloc(1,a);

例如：int *a = (int*)calloc(10,sizeof(int));  if(a==NULL)  40个字节，等于分配长度为 10 的一维数组

3、free(指针变量)  

void free(void *p);   p=NULL;

其作用是释放指针变量p所指向的动态空间，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，但是注意，当p被释放后，p变为野指针，所以一定要加一句  p=NULL或p=0;

free函数无返回值

动态分配的空间用完后，必须要释放。

***** 注意 ***** 

在使用malloc或者cmalloc申请空间时，如 int *p  = (int*)malloc(40);  

p指针不允许进行 ++p  或者 --p，这样将导致 部分内存区域无法归还，导致内存泄露。

4、realloc(指针，大小)

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

如果已经通过malloc函数获取到了动态的空间，想改变大小，可以使用relloc函数重新分配

用realloc 函数讲p所指向动态空间的大小改为size，p的值不变，如果重新分配不成功，返回NULL(  "p=(int*)relloc(p,20)"  这句话有问题，一旦重新分配不成功，p=NULL，将会导致p指向的原来的空间也无法找到，无法归还，将导致内存泄露)；