38-动态内存分配

注：博客中内容主要来自《狄泰软件学院》，博客仅当私人笔记使用。

测试环境：Ubuntu 10.10

GCC版本：4.4.5

一、动态内存分配的意义

1) C语言中的一切操作都是基于内存的

2) 变量和数组都是内存的别名

        -    内存分配由编译器在编译期间决定

        -    定义数组的时候必须指定数组长度

        -    数组长度是在编译期就必须确定的

            需求：

            程序运行的过程中，可能需要使用一些额外的内存空间。

            程序编译完毕后，大小就已经固定。

二、malloc和free

1) malloc和free用于执行动态内存分配和释放

程序运行时通过malloc从内存池申请内存，释放内存时通过free函数内存。

2) malloc所分配的是一块连续的内存

3) malloc以字节为单位，并且不带任何的类型信息

4) free用于将动态内存归还系统           

void* malloc(size_t size);void free(void* pointer);

三、注意。。。

1) malloc和free是库函数（需要调用相应的头文件），而不是系统调用

2) malloc实际分配的内存可能会比请求的多

3) 不能依赖与不同平台下的malloc行为

4) 当请求的动态内存无法满足时malloc返回NULL（此时内存池用完，内存不足，可以复位）

5) 当free的参数为NULL时，函数直接返回

四、思考

        malloc(0)；将返回什么？

test.c#include 
#include int main()
{int* p = (int*)malloc(0);printf("p = %p\n", p);return 0;
}

操作：

1）编译：gcc test.c -o test.out。打印结果：

p = 0x925e008

面试题：如果不断申请malloc(0)，会导致内存泄露吗？

        会泄露，malloc申请的内存比我们所需要的大。由于内存对齐，32位机会有内存对齐。

实例分析
内存泄露检测模块mleak.h
#ifndef _MLEAK_H_
#define _MLEAK_H_#include #define MALLOC(n) mallocEx(n, __FILE__, __LINE__)    //文件地址和行号
#define FREE(p) freeEx(p)void* mallocEx(size_t n, const char* file, const line);
void freeEx(void* p);
void PRINT_LEAK_INFO();    //打印泄露信息#endifmleak.c
#include "mleak.h"#define SIZE 256/* 动态内存申请参数结构体 */
typedef struct
{void* pointer;        //存储申请的内存地址int size;             //内存大小            const char* file;     //文件的绝对路径，属于系统int line;             //行号：显示在哪行被调用
} MItem;static MItem g_record[SIZE]; /* 记录动态内存申请的操作 */void* mallocEx(size_t n, const char* file, const line)
{void* ret = malloc(n); /* 动态内存申请 */if( ret != NULL ){int i = 0;/* 遍历全局数组，记录此次操作 */for(i=0; i
#include "mleak.h"void f()
{//MALLOC(100);    //没有保存返回值，会产生内存泄露，无法释放！/*测试void* p = MALLOC(100);FREE(p);*/
}int main()
{int* p = (int*)MALLOC(3 * sizeof(int));f();    //内存泄露//FREE(p);    //释放内存，如果注释掉也会打印信息PRINT_LEAK_INFO();return 0;
}

操作：

1）编译：gcc 38-1.c mleak.c -o 38-1.out，打印结果：

Address: 0x88b6008, size:12, Location:test.c:11
Address: 0x88b6018, size:100, Location:test.c:6

分析：

        使用时候必须考虑互斥问题，因为有mleak中有静态全局数组，如果在多线程中访问涉及访问这个临界区，需要考虑临界资源使用问题。

五、calloc和realloc

1) malloc的同胞兄弟

        void* calloc(size_t num,size_t size);    //size为类型信息，比如int

        void* realloc(void* pointer,size_t new_size);

2) calloc的参数代表所返回内存的类型信息

        - calloc会将返回的内存初始化为0

3) realloc用于修改一个原先已经分配的内存块大小（重置内存空间大小，内存中信息为随机值，返回一块新内存地址）

        - 在使用realloc之后应该使用其返回值

        - 当pointer的第一个参数为NULL时，等价于malloc

实例分析
calloc和realloc的使用
38-2.c
#include 
#include #define SIZE 5int main()
{int i = 0;int* pI = (int*)malloc(SIZE * sizeof(int));//申请的内存并将内存中数据初始化为0short* pS = (short*)calloc(SIZE, sizeof(short));for(i=0; i

pI[0] = -842150451,pS[0] = 0
pI[1] = -842150451,pS[1] = 0
pI[2] = -842150451,pS[2] = 0
pI[3] = -842150451,pS[3] = 0
pI[4] = -842150451,pS[4] = 0
Before:pI = 00317688
After:pI = 00318760
pI[0] = -842150451
pI[1] = -842150451
pI[2] = -842150451
pI[3] = -842150451
pI[4] = -842150451
pI[5] = -842150451
pI[6] = -842150451
pI[7] = -842150451
pI[8] = -842150451
pI[9] = -842150451

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