C语言第三十四弹---动态内存管理(下)

2024-03-03 15:04

本文主要是介绍C语言第三十四弹---动态内存管理(下),希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

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动态内存管理

1、动态内存经典笔试题分析

1.1、题目1

1.2、题目2

1.3、题目3

1.4、题目4

2、柔性数组

2.1、柔性数组的特点

2.2、柔性数组的使用

2.3、柔性数组的优势

3、总结C/C++中程序内存区域划分

总结


1、动态内存经典笔试题分析

1.1、题目1

void GetMemory(char *p){p = (char *)malloc(100);}
void Test(void){char *str = NULL;GetMemory(str);strcpy(str, "hello world");printf(str);}int main(){Test();return 0;}
请问运行Test 函数会有什么样的结果?
根据C语言顺序结构原则,进入Test()函数之后逐条执行,先创建一个指针变量str指向NULL,再执行GetMemory函数,将 str 传入函数,然后动态开辟100字节空间,但是指针变量 p 出了函数会自动销毁,然后执行strcpy函数,但是此处str 指向NULL, 程序对NULL进行解引用操作,程序崩溃 ,前面函数动态开辟内存没有手动释放,因此 会导致内存泄漏

1.2、题目2

char *GetMemory(void){char p[] = "hello world";return p;}
void Test(void){char *str = NULL;str = GetMemory();printf(str);}int main(){Test();return 0;}
请问运行Test 函数会有什么样的结果?
根据C语言顺序结构原则,进入Test()函数之后逐条执行,先创建一个指针变量str指向NULL,再执行GetMemory函数,将数组首元素地址作为返回值返回给str,但是此处是在栈区开辟的空间,函数结束后就会销毁,此时str就为野指针, 打印野指针(非法访问内存)就会出现肉眼看不懂的文字。

1.3、题目3

void GetMemory(char **p, int num){*p = (char *)malloc(num);}
void Test(void){char *str = NULL;GetMemory(&str, 100);strcpy(str, "hello");printf(str);}int main(){Test();return 0;}
请问运行Test 函数会有什么样的结果?
根据C语言顺序结构原则,进入Test()函数之后逐条执行,先创建一个指针变量str指向NULL,再执行GetMemory函数,将str的地址传入函数,将*p开辟100个内存空间,即给str开辟100个内存空间,然后执行strcpy函数,将hello\0拷贝到str,再将str打印出来,此处没有太大问题,唯一的问题是 str指向的空间是动态开辟的,没有手动释放,会导致内存泄漏。

1.4、题目4

void Test(void){char *str = (char *) malloc(100);strcpy(str, "hello");free(str);if(str != NULL){strcpy(str, "world");printf(str);}}
int main()
{Test();return 0;
}
请问运行Test 函数会有什么样的结果?
根据C语言顺序结构原则,进入Test()函数之后逐条执行,先创建一个指针变量str指向动态开辟100字节的空间,然后将该空间拷贝hello\0,然后释放该空间(只是不能正常使用,实际还是指向该位置),此时str还是指向动态开辟的空间,因此指向strcpy函数,将world\0拷贝到str,然后打印str,即 打印出world,只是str为野指针,即非法访问内存。

2、柔性数组

也许你从来没有听说过柔性数组(flexible array)这个概念,但是它确实是存在的。
C99 中, 结构中 最后⼀个元素 允许是 未知大小的数组 ,这就叫做『柔性数组』成员
例如:
typedef struct st_type
{int i;int a[0];//柔性数组成员
}type_a;
有些编译器会报错无法编译可以改成:
typedef struct st_type
{int i;int a[];//柔性数组成员
}type_a;

2.1、柔性数组的特点

结构中的柔性数组成员前面必须至少⼀个其他成员。
sizeof 返回的这种结构大小不包括柔性数组的内存。
包含柔性数组成员的结构用malloc ()函数进行内存的动态分配,并且分配的内存应该大于结构的大小,以适应柔性数组的预期大小。
例如:
typedef struct st_type
{int i;int a[0];//柔性数组成员
}type_a;
int main()
{printf("%d\n", sizeof(type_a));//输出的是4return 0;
}

2.2、柔性数组的使用

//代码1
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
typedef struct st_type
{int i;int a[0];//柔性数组成员
}type_a;
int main()
{int i = 0;type_a *p = (type_a*)malloc(sizeof(type_a)+100*sizeof(int));//业务处理p->i = 100;for(i=0; i<100; i++){p->a[i] = i;}free(p);return 0;
}
这样柔性数组成员a,相当于获得了100个整型元素的连续空间。

2.3、柔性数组的优势

上述的 type_a 结构也可以设计为下面的结构,也能完成同样的效果
//代码2
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
typedef struct st_type
{int i;int *p_a;
}type_a;
int main()
{type_a *p = (type_a *)malloc(sizeof(type_a));p->i = 100;p->p_a = (int *)malloc(p->i*sizeof(int));//业务处理for(i=0; i<100; i++){p->p_a[i] = i;}//释放空间free(p->p_a);p->p_a = NULL;free(p);p = NULL;return 0;
}
上述 代码 1 和 代码 2 可以完成同样的功能,但是 方法 1 的实现有两个好处:
第⼀个好处是:方便内存释放
如果我们的代码是在⼀个给别人用的函数中,你在里面做了⼆次内存分配,并把整个结构体返回给用户。用户调用free可以释放结构体,但是用户并不知道这个结构体内的成员也需要free,所以你不能指望用户来发现这个事。所以,如果我们把结构体的内存以及其成员要的内存⼀次性分配好了,并返回给用户⼀个结构体指针,用户做⼀次free就可以把所有的内存也给释放掉。
第⼆个好处是:这样有利于访问速度.
连续的内存有益于提高访问速度,也有益于减少内存碎片。(其实,我个⼈觉得也没多高了,反正你跑不了要用做偏移量的加法来寻址)
扩展阅读:
C语⾔结构体里的数组和指针icon-default.png?t=N7T8https://coolshell.cn/articles/11377.html

3、总结C/C++中程序内存区域划分

C/C++程序内存分配的几个区域:
1. 栈区(stack):在执行函数时,函数内局部变量的存储单元都可以在栈上创建,函数执行结束时这些存储单元自动被释放。栈内存分配运算内置于处理器的指令集中,效率很高,但是分配的内存容量有限。 栈区主要存放运行函数而分配的局部变量、函数参数、返回数据、返回地址等。
2. 堆区(heap):⼀般由程序员分配释放, 若程序员不释放,程序结束时可能由OS回收 。分配方式类似于链表。
3. 数据段(静态区):(static)存放全局变量、静态数据。程序结束后由系统释放。
4. 代码段:存放函数体(类成员函数和全局函数)的⼆进制代码。

总结


本篇博客就结束啦,谢谢大家的观看,如果公主少年们有好的建议可以留言喔,谢谢大家啦!

这篇关于C语言第三十四弹---动态内存管理(下)的文章就介绍到这儿,希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助!



http://www.chinasem.cn/article/769988

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