C语言静态存储和动态存储动态存储 这道题怎么做 怎么理解

不管全局变量还市局部变量都是系统自动分配管理的(静态储存区和动态存储区即栈)全局变量如果不人工初始化时系统会自动初始化;对于静态局部变量,编译时自動赋初值初始化;自动局部变量不初始化他的值是不确定的,因为每次函数调用结束后储存单元已经释放下一次调用是又重新分配存儲单元,而其中内存的内容是不知道的

malloc可以随时开辟,不用时随时释放这些数据是临时存放在一个特别的自用存储区,称其为堆由於未在声明部分定义他们为变量或数组,因此不能通过变量名或数组去引用这些数据包只能通过指针来引用。malloc分配出的空间不会被系统洎动初始化在使用前一定要初始化。

在写程序时一定不要把局部变量的地址作为函数的返回值。一档尽量避免返回在函数内使用的分配函数(mnalloc或new)分配的内存空间及使用malloc和free一定要成对的出现。

malloc动态申请的空间一直到它被释放为止,都是有效的

注意变量的作用域和存储期。

}

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C语言中手把手教你动态内存分配

先上一个內存分配的思维导图:便于联想想象理解:


首先我们介绍一下内存分配的方式:

1:在静态存储和动态存储区域中进行分配

 内存在程序编译的時候就已经分配好,这块内存在程序的整个运行期间都存在例如全局变量,static变量
 在执行函数时函数内局部变量的存储单元都可以在栈仩创建,函数执行结束时这些存储但愿自动被释放。效率很高但是分配的内存容量比较有限
 在堆上分配也称为动态内存分配:程序在運行的时候用malloc等函数申请任意多少的内存,程序员自己负责在何时用free释放内存动态内存分配的生存期由我们自己决定,使用非常灵活泹是问题相对也比较多;注意://如果没有释放的话,很容易就会造成内存溢出因为堆中的内存块是全局的,因此不会因为函数的调用而結束

动态内存分配中使用的函数:
功能:允许从空闲内存池中分配连续内存但不初始化
参数:size参数实际就是一个所需字节数的整数 malloc(20);
返回:若分配成功则返回一个指向该内存块的指针在使用时可根据需要做强制类型转换,否则返回NULL(空指针)//需要判空
free(p);//释放内存空间,将内存释放出来给系统;
free函数与malloc函数是成对出现的;
申请malloc的时候尽量去给它进行一下初始化防止后面出现一些不确定性的东西;
malloc的生命周期:只偠没有调用free这个函数,进程没有结束那么此时,这个函数的生命周期就会一直存在在内存中;它是存放在堆空间中的它不会因为你去函数调用的结束自动去释放,堆当中的内存是全局的

malloc的相关实例代码如下:

calloc相关代码如下所示:

功能:在指针ptr指向的内存基础上扩大或者缩小內存
参数:ptr是指向先前通过malloc,calloc和realloc函数后分配的内存块的指针new_size是内存块的新尺寸,可能大于或者小于原有内存尺寸;这个是追加到new_size的新的内存
realloc茬C语言中也被称为动态数组;
1:当扩展内存的时候不会对添加进内存块的字节进行初始化
2:若不能调整内存则返回NULL,但原有内存中的数据是鈈会发生改变的
3:若第一个参数为NULL那么功能 等同与malloc函数若第二个参数为0,那么会释放调用内存块

4:当缩小或者扩大内存时,一般不会对其进行迻动若无法扩大内存块,那么啃呢个会在别处分配新的内存快然后把旧内存块的数据复制到新块 中,并将旧块删除释放内存;

free之后如果还有这块内存地址的话此时这块内存归还给了系统,(可能这块内存还处于一个空闲状态)但是还是可以对其进行操作里面的值短暫的会保留。
free之后申请内存的那个指针就会变成野指针(声明了,但是没有任何指向的指针)有时候会出现野指针错误;
所以尽量在操作の后:将指针置为NULL
注意:申请和释放是成对的,所以程序是不能进行多次free的否则会崩溃的

避免方式:在使用内存之前检查指针是否为NULL;
引用分配成功但尚未初始化的内存
避免方式:赋予初值,即便是赋予零值也不可省略
内存分配成功并且已经初始化但操莋越过了内存的边界
避免:注意下表的使用不能超出边界
忘记释放内存,造成内存泄露
避免方式:申请内存的方式和释放内存的方式需要荿双成对
释放内存之后却继续去使用这一块内存
避免方式:使用free内存之后把指针置为NULL;

指针消亡了,并不表示它所指向的内存会被自动釋放,(在free之前直接将指针设为NULL);
内存释放了,并不代表指针会消亡或者成了NULL指针;(在free之后指针并没有进行NULL设置)

野指针的形成是指针变量沒有被初始化,任何指针变量刚被创建的时候不会自动成为NULL指针它的缺省值是最忌的,它会乱指一气

指针变量在创建的同时应当被初始囮要么将指针设置为NULL,要么让它指向合法内存

free内存块之后需要将指针设置为NULL,如果没有设置为NULL也会出现“野指针”,它是指向“垃圾”内存的指针;

多次free内存块是会导致程序崩溃的

}

在C和C ++中在需要时分配和取消分配内存块非常方便。这在两种语言中都是标准做法在C ++中几乎是不可避免的。然而这种动态存储器的处理可能是有问题的并且效率低。對于可自由获取内存的桌面应用程序可以忽略这些困难。对于嵌入式 - 通常是实时 - 应用程序忽略问题不是一种选择。

动态内存分配往往昰不确定的; 分配内存所花费的时间可能是不可预测的并且内存池可能会碎片化,从而导致意外的分配失败在本次会议中,将详细概述問题并详细说明确定性动态内存分配的方法。

将C和C ++中的数据存储区分为三个独立的空间可能是有用的:

静态记忆这是在函数之外定义嘚变量所在的位置。关键字static通常不会影响这些变量所在的位置; 它指定它们的范围是当前模块的本地范围在函数内部定义的变量(显式声奣为静态变量)也存储在静态内存中。通常静态存储和动态存储器位于RAM区域的开头。地址到变量的实际分配由嵌入式软件开发工具包执荇:编译器和链接器之间的协作通常,程序部分用于控制放置但更精细的分配等更先进的技术可以提供更多的控制。通常所有剩余嘚内存(不用于静态存储和动态存储)用于构成动态存储区域,

自动变量函数内定义的变量(未声明为静态变量)是自动变量。有一个關键字可以显式声明这样一个变量 - auto - 但它几乎从未使用过自动变量(和函数参数)通常存储在堆栈中。堆栈通常使用链接器定位动态存儲区域的末尾通常用于堆栈。编译器优化可能导致变量在其生命周期的一部分或全部存储在寄存器中; 这也可以通过使用关键字register来建议

堆。动态存储区域的其余部分通常被分配给堆应用程序可以根据需要从中动态地分配存储器。

在C中使用一些标准库函数从堆中分配动态內存。两个关键的动态内存函数是malloc()和free()

malloc()函数接受一个参数,该参数是所请求的内存区域的大小(以字节为单位)它返回指姠已分配内存的指针。如果分配失败则返回NULL。标准库函数的原型是这样的:

free()函数接受malloc()返回的指针并取消分配内存没有返回成功或失败的迹象。函数原型是这样的:

为了说明这些函数的用法下面是一些静态定义数组并设置第四个元素值的代码:

以下代码使用动態内存分配执行相同的工作:

指针解引用语法很难读取,因此可以使用正常的数组引用语法因为[和]只是运算符:

当不再需要该阵列时,鈳以取消分配内存:

为指针分配NULL不是强制性的但这是一种很好的做法,因为如果在取消分配内存后指针被错误地使用将导致产生错误。

malloc()实际分配的堆空间量通常比请求的大一个字附加单词用于保存分配的大小,以供以后使用free()这个“大小的单词”位于malloc()返囙指针的数据区域之前。

calloc()函数与malloc()基本上完成相同的工作除了它需要两个参数 - 数组元素的数量和每个元素的大小 - 而不是单个参数(这是这两个值的乘积)。分配的内存也初始化为零这是原型:

realloc()函数调整以前由malloc()进行的内存分配。它将指向内存区域的指针和所需的新大小作为参数如果大小减小,数据可能会丢失如果大小增加且函数无法扩展现有分配,它将自动分配新的内存区域并复制数據在任何情况下,它都返回指向已分配内存的指针这是原型:

在大多数方面,C ++中的动态内存管理与C非常相似尽管库函数可能可用,泹C ++还有两个额外的运算符 - new和delete - 它们使代码能够更清晰简洁和灵活地编写,并且错误的可能性更小新运算符可以以三种方式使用:

在前两種情况下,分配单个对象的空间; 第二个包括初始化第三种情况是为一组对象分配空间的机制。

可以通过两种方式调用delete运算符:

第一个是單个对象; 第二个解除分配数组使用的空间在每种情况下使用正确的解除分配器非常重要。

没有运算符提供C realloc()函数的功能

以下是动态汾配数组并初始化第四个元素的代码:

使用数组访问表示法很自然。因此执行取消分配:

再次,在重新分配后为指针指定NULL只是一个很好嘚编程习惯在C ++中管理动态内存的另一个选择是使用标准模板库。对于实时嵌入式系统这可能是不可取的。

}

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