C語言動態內存分配

C動態內存分配

數組是固定數量的值的集合，在聲明數組的大小以後，沒法更改。有時，數組大小可能不夠，就須要動態擴容。解決此問題，能夠在運行時手動分配內存。這在C編程中稱爲動態內存分配。

動態分配存儲器涉及到的庫函數有

• malloc()

• calloc()

• realloc()

• free()

這些函數在<stdlib.h>頭文件中定義。

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1.malloc（）

名稱「 malloc」表明內存分配，memory allocation。

該malloc()函數保留指定字節數的內存塊。而且，它返回一個指針的void可鑄形成任何形式的指針。

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malloc（）的語法

ptr = (castType*) malloc(size);

例

ptr = (int*) malloc(100 * sizeof(float));

上面的語句分配了400個字節的內存。這是由於float的大小爲4個字節。而且，指針ptr保存分配的存儲器中的第一個字節的內存地址。

若是沒法分配內存，則表達式將產生一個NULL指針。

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2.calloc（）

名稱「 calloc」表明連續分配，contiguous allocation。

malloc()函數分配內存，但不初始化內存。而calloc() 函數分配內存並將全部位初始化爲零。

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calloc（）的語法

ptr = (castType*)calloc(n, size);

例：

ptr = (float*) calloc(25, sizeof(float));

上面的語句爲float類型的25個元素在內存中分配了連續的空間。

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3.free（）

使用calloc()或malloc()不單獨釋放建立的動態分配內存，必須明確使用free()釋放空間。

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free（）的語法

free(ptr);

該語句釋放由指向的內存中分配的空間ptr。

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示例1： malloc（）和free（）

// Program to calculate the sum of n numbers entered by the user
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main()
{
    int n, i, *ptr, sum = 0;
    printf("Enter number of elements: ");
    scanf("%d", &n);
    ptr = (int*) malloc(n * sizeof(int));
 
    // if memory cannot be allocated
    if(ptr == NULL)                     
    {
        printf("Error! memory not allocated.");
        exit(0);
    }
    printf("Enter elements: ");
    for(i = 0; i < n; ++i)
    {
        scanf("%d", ptr + i);
        sum += *(ptr + i);
    }
    printf("Sum = %d", sum);
  
    // deallocating the memory
    free(ptr);
    return 0;
}

在這裏，咱們已爲n個數字動態分配了內存

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示例2： calloc（）和free（）

// Program to calculate the sum of n numbers entered by the user
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main()
{
    int n, i, *ptr, sum = 0;
    printf("Enter number of elements: ");
    scanf("%d", &n);
    ptr = (int*) calloc(n, sizeof(int));
    if(ptr == NULL)
    {
        printf("Error! memory not allocated.");
        exit(0);
    }
    printf("Enter elements: ");
    for(i = 0; i < n; ++i)
    {
        scanf("%d", ptr + i);
        sum += *(ptr + i);
    }
    printf("Sum = %d", sum);
    free(ptr);
    return 0;
}

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4.realloc（）

若是動態分配的內存不足或超出要求，則能夠使用該realloc()功能更改之前分配的內存的大小。

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realloc（）的語法

ptr = realloc(ptr, x);

在這裏，ptr以新的大小x從新分配。

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示例3： realloc（）

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main()
{
    int *ptr, i , n1, n2;
    printf("Enter size: ");
    scanf("%d", &n1);
    ptr = (int*) malloc(n1 * sizeof(int));
    printf("Addresses of previously allocated memory: ");
    for(i = 0; i < n1; ++i)
         printf("%u\n",ptr + i);
    printf("\nEnter the new size: ");
    scanf("%d", &n2);
    // rellocating the memory
    ptr = realloc(ptr, n2 * sizeof(int));
    printf("Addresses of newly allocated memory: ");
    for(i = 0; i < n2; ++i)
         printf("%u\n", ptr + i);
  
    free(ptr);
    return 0;
}

運行該程序時，輸出爲：

輸入大小：2
先前分配的內存的地址：26855472
26855476

輸入新的尺寸：4
新分配的內存地址：26855472
26855476
26855480
26855484

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總結

malloc動態分配內存，不初始化

int n, *ptr = 0;
printf("Enter number of elements: ");
scanf("%d", &n);
ptr = (int*) malloc(n * sizeof(int));

若是沒法分配內存，則返回NULL

calloc動態分配內存，初始化全部bit爲0

int n, *ptr = 0;
printf("Enter number of elements: ");
scanf("%d", &n);
ptr = (int*) calloc(n, sizeof(int));

若是沒法分配內存，則返回NULL

free釋放內存

free(ptr);

realloc從新分配內存

ptr = realloc(ptr, n * sizeof(int));