C語言 內(nèi)存管理

本章將講解 C 中的動態(tài)內(nèi)存管理。C 語言為內(nèi)存的分配和管理提供了幾個函數(shù)。這些函數(shù)可以在 <stdlib.h> 頭文件中找到。

動態(tài)分配內(nèi)存

編程時，如果您預(yù)先知道數(shù)組的大小，那么定義數(shù)組時就比較容易。例如，一個存儲人名的數(shù)組，它最多容納 100 個字符，所以您可以定義數(shù)組，如下所示：

char name[100];

但是，如果您預(yù)先不知道需要存儲的文本長度，例如您想存儲有關(guān)一個主題的詳細(xì)描述。在這里，我們需要定義一個指針，該指針指向未定義所需內(nèi)存大小的字符，后續(xù)再根據(jù)需求來分配內(nèi)存，如下所示：

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

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

   strcpy(name, "Zara Ali");

   /* 動態(tài)分配內(nèi)存 */
   description = 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 );
}

當(dāng)上面的代碼被編譯和執(zhí)行時，它會產(chǎn)生下列結(jié)果：

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

上面的程序也可以使用 calloc() 來編寫，只需要把 malloc 替換為 calloc 即可，如下所示：

calloc(200, sizeof(char));

當(dāng)動態(tài)分配內(nèi)存時，您有完全控制權(quán)，可以傳遞任何大小的值。而那些預(yù)先定義了大小的數(shù)組，一旦定義則無法改變大小。

重新調(diào)整內(nèi)存的大小和釋放內(nèi)存

當(dāng)程序退出時，操作系統(tǒng)會自動釋放所有分配給程序的內(nèi)存，但是，建議您在不需要內(nèi)存時，都應(yīng)該調(diào)用函數(shù) free() 來釋放內(nèi)存。

或者，您可以通過調(diào)用函數(shù) realloc() 來增加或減少已分配的內(nèi)存塊的大小。讓我們使用 realloc() 和 free() 函數(shù)，再次查看上面的實(shí)例：

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

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

   strcpy(name, "Zara Ali");

   /* 動態(tài)分配內(nèi)存 */
   description = malloc( 30 * sizeof(char) );
   if( description == NULL ){
      fprintf(stderr, "Error - unable to allocate required memory\n");
   }
   else{
      strcpy( description, "Zara ali a DPS student.");
   }
   /* 假設(shè)您想要存儲更大的描述信息 */
   description = 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() 函數(shù)釋放內(nèi)存 */
   free(description);
}

當(dāng)上面的代碼被編譯和執(zhí)行時，它會產(chǎn)生下列結(jié)果：

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

您可以嘗試一下不重新分配額外的內(nèi)存，strcat() 函數(shù)會生成一個錯誤，因?yàn)榇鎯?description 時可用的內(nèi)存不足。