轻松学C语言之动态内存管理以及变量的

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我们使用动态存储区域分配存储空间可以使用以下 2个函数实现：malloc()函数、calloc()函数。
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实现动态存储区域分配空间的函数malloc()，其调用 形式以及参数说明如图13.4所示。
调用形式 malloc(size);
说明
size：实参的类型为整型 返回值：申请成功，函数返回一个指 针，它指向所分配空间的起始地址； 申请失败，返回空指针NULL 作用：在内存的动态存储区分配一个 长度为size的连续存储空间。
调用形式 free(指针变量);
说明
参数：参数“指针变量”指向最近一次调用函数 malloc()或者calloc()时分配的连续存储空间的首地址 返回值：无返回值 作用：free()函数将已分配的内存区域交还系统，使系 统可以重新对其进行分配
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int a[10]; …
free(a);/*代码错误，释放不了,数组a的存储空间不是动态分配的存储空间*/
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如果我们对动态分配的存储空间不合适，可以使用 realloc()函数重新分配动态存储空间，其调用形式以 及说明如图13.12所示。
调用形式 realloc(p,size);
说明
p：p为一个指针变量，指向需重新分配空间 size:分配的空间的大小 返回值：成功，返回重新后的存储的空间的首地址； 失败返回空指针NULL 作用：为p指向的存储空间分配大小为size的存储空 间，并返回重新分配后的存储空间的首地址
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注意点 重新分配后的空间新地址位置 重新分配后的空间回收
解释 新的首地址不一定与原来定义的首地址相同， 因为为了增加空间，存储区会进行必要的移 动 由realloc()函数分配的空间，也可以利用 free()函数回收，以避免内存空间的浪费
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前面所讲的是关于内存动态分配空间，而在在程序 设计中我们是直接指定了分配内存大小空间。但是 这样不利于程序的可移植性，因为在不同的计算机 系统中，统一数据类型所占用的内存空间不一致， 为了解决这个问题，C语言提供了一个判断数据类 型长度的操作符——sizeof。sizeof对于数据类型的 操作如图13.14所示。
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程序为使用的数据实 时申请内存空间
程序运行 程序对数据 释放内存空间 运行结束
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当我们要进行动态内存分配时，我们首先要进行内 存分配。当程序对分配的内存空间执行完毕后，我 们要将分配的空间释放掉，从而提高了内存空间的 利用率。但是，当我们分配的内存不够使用时，我 们需要重新分配存储空间。本节主要讲解怎样解决 这一系列的问题。
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calloc()函数实现在内存的动态存储区域中分配n个 长度为size的连续存储空间。它的调用形式以及说 明如图13.6所示。
调用形式 calloc(n,size);
说明
size：它的类型为整型，代表存储空间字节数 n：类型为int型，代表分配了n个长度为size的连续 存储空间 返回值：申请成功，函数返回一个指针，它指向所 分配空间的其实地址；申请失败，返回空指针NULL 作用：在内存的动态存储区分配一个长度为size的 连续存储空间。
内存单元
用户区
程序区 静态存储区 动态存储区
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定义 静态存储方式
把字符串复制到字符数组中
s="hello"
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缺点 数组的大小是固定的
数组需要一块连续的内存空间
说明 所以它所占的空间在内存分配之后的运行期间是不能改 变的，所以这样就要求我们事先为其分配较大的空间， 保证程序运行时不会溢出
如果对于一个系的各班定义一个数组，每个班的学生个 数不一定相同，那么就很难定义数组的长度。过大会造 成资源的浪费，过小又会造成溢出，影响程序的运行
C语言中，动态内存分配也就是在程序运行中实时 申请内存分配。这有利于我们对任意多的数据进行
处理。如果这些数据不用了，我们也可以随时释放。 对于变量的存储有4种存储类别：auto（自动)、 register（寄存器）、static（静态）和extern（外 部）。本章主要讲解动态内存管理以及变量的4种 存储类别。
别是数据在内存中存储的方式。存储方式分为两大 类：动态存储类与静态存储类。具体包含4种：自 动的（auto）、静态的（static）、寄存器的 （register）、外部的（extern）。根据变量的存储 类别，可以知道变量的作用域和生存期。
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内存中的供用户使用的存储空间可以分为三部分， 如图13.16所示。
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p=(int *)malloc(sizeof(int) *n); 分配了n个存放整型数据的存储空间
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当动态分配的存储空间已经不再被使用时，我们应
该释放掉它，把它交还给系统，使系统可以重新对 其分配。C语言中，对于释放动态分配的存储空间 我们使用free()函数，其调用形式以及说明如图13.9 所示。
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#include <stdio.h> #include <string.h> int main(void) {
char s[80];
strcpy(s,"hello");
for(int i=0;i<5;i++) printf("%c", s[i]); return 0; }
字符数组定义时系统已 经为其分配相应的内存
sizeof使用形式 sizeof(type_name);
说明 判断数据类型type_name的空间大小
代码示例
/*分配5个整型数据的空间*/ int *pn=(int *)malloc(5*sizeof(int));
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C语言中，每一个变量和函数都有两个属性：数据 类型和存储类别。数据类型大家已经熟悉，存储类
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C语言中，只运行使用系统分配的内存，如果系统 没有为变量分配内存，那么会出现什么情况呢？如 图13.1所示。
char *p; strcpy(p,"hello");
指针变量没有被初始化
把字符串复制到没有初始化 的指针变量指向的地址中
它指向的地址是任意的
系统没有分配内存
编译错误
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