c語言函數內存分配
㈠ c語言中分配內存
要實現根據程序的需要動態分配存儲空間,就必須用到以下幾個函數
1、malloc函數
malloc函數的原型為:
void
*malloc
(u
igned
int
size)
其作用是在內存的動態存儲區中分配一個長度為size的連續空間。其參數是一個無符號整形數,返回值是一個指向所分配的連續存儲域的起始地址的指針。還有一點必須注意的是,當函數未能成功分配存儲空間(如內存不足)就會返回一個NULL指針。所以在調用該函數時應該檢測返回值是否為NULL並執行相應的操作。
下例是一個動態分配的程序:
#include
#include
main()
{
int
count,*array;
/*count是一個計數器,array是一個整型指針,也可以理解為指向一個整型數組的首地址*/
if((array(int
*)
malloc(10*sizeof(int)))==NULL)
{
printf("不能成功分配存儲空間。");
exit(1);
}
for
(count=0;count〈10;count++)
/*給數組賦值*/
array[count]=count;
for(count=0;count〈10;count++)
/*列印數組元素*/
printf("%2d",array[count]);
}
上例中動態分配了10個整型存儲區域,然後進行賦值並列印。例中if((array(int
*)
malloc(10*sizeof(int)))==NULL)語句可以分為以下幾步:
1)分配10個整型的連續存儲空間,並返回一個指向其起始地址的整型指針
2)把此整型指針地址賦給array
3)檢測返回值是否為NULL
2、free函數
由於內存區域總是有限的,不能不限制地分配下去,而且一個程序要盡量節省資源,所以當所分配的內存區域不用時,就要釋放它,以便其它的變數或者程序使用。這時我們就要用到free函數。
其函數原型是:
void
free(void
*p)
作用是釋放指針p所指向的內存區。
其參數p必須是先前調用malloc函數或calloc函數(另一個動態分配存儲區域的函數)時返回的指針。給free函數傳遞其它的值很可能造成死機或其它災難性的後果。
注意:這里重要的是指針的值,而不是用來申請動態內存的指針本身。例:
int
*p1,*p2;
p1=malloc(10*sizeof(int));
p2=p1;
……
free(p2)
/*或者free(p2)*/
malloc返回值賦給p1,又把p1的值賦給p2,所以此時p1,p2都可作為free函數的參數。
malloc函數是對存儲區域進行分配的。
free函數是釋放已經不用的內存區域的。
所以由這兩個函數就可以實現對內存區域進行動態分配並進行簡單的管理了。
㈡ 關於C語言函數內部內存分配的幾個問題~~
1、可以用if代替assert斷言。
2、如果空間夠,分配就會失敗,malloc()會返回一個NULL指針。而free()函數對空指針沒有作用(相當於不調用free()函數)
3、如果分配失敗,就不用作清理工作(比如調用free()函數)。
㈢ C語言動態內存函數分配問題
你的問題是剛剛學習指針的人都有的問題,需要從地址來認識這個問題,C語言的數據都是需要申請空間來存放的,有靜態和動態兩種,動態分配的空間大小可以按需要分配,並且可以回收,靜態是不可以回收的。
首先,分配動態的空間,指針P和空間的首地址是沒有直接的聯系的,只是為了手續要使用這個剛剛分配的空間才讓P指針指向這個剛剛分配的空間的首地址的話,如果還不理解,你可以反向想想如果你分配的這個空間,而不用P指針指向這個首地址,那麼你如何使用這個空間呢?
void型是針對地址型的直接分配,為什麼不是分配char的空間呢?因為C語言和硬體關系密切,
有寫硬體他的地址不是8位存儲的,是16位,或者是32位的,那麼這個void就忽略了這個硬體地址寬位就分配100個地址就是了,然後,強制轉換成char的8位,如果硬體是16位了,那麼,每個地址就會多分配了8位,而使用前8為來存儲空間了。
返回的指針是分配的100個地址的首地址,不是這個指針P,舉個例子吧,空間可以看做是一個隊伍,他本身就有一個領頭的人,那麼P就是一個單獨的人,那麼,我們如果像要找到這個隊伍,需要先找到隊伍的領頭人,領頭的人只在你申請的時候出現一次,後面,你就找不到他了,怎麼辦?你把他電話給P吧,P可以找到他。呵呵。
如果還是不理解,那就不要理解了,建議去吧隊列的方式,用指針和動態分配內存的方式實現一次,就知道了,不能照著書本抄,全部代碼要自己寫出來,就肯定理解了。
㈣ C語言中分配內存的函數是怎麼寫的
Windows下的 malloc 原理就是調用 windows API 的各種內存管理函數申請內存並記錄內存狀態以便將來釋放。
DOS下的 malloc 原理就是調用申請內存的中斷申請內存並記錄內存狀態以便將來釋放。
UNIX 和 Linux 都有內存管理的系統調用,malloc 相當於給這些系統調用穿了一件
malloc()工作機制
malloc函數的實質體現在,它有一個將可用的內存塊連接為一個長長的列表的所謂空閑鏈表。調用malloc函數時,它沿連接表尋找一個大到足以滿足用戶請求所需要的內存塊。然後,將該內存塊一分為二(一塊的大小與用戶請求的大小相等,另一塊的大小就是剩下的位元組)。接下來,將分配給用戶的那塊內存傳給用戶,並將剩下的那塊(如果有的話)返回到連接表上。調用free函數時,它將用戶釋放的內存塊連接到空閑鏈上。到最後,空閑鏈會被切成很多的小內存片段,如果這時用戶申請一個大的內存片段,那麼空閑鏈上可能沒有可以滿足用戶要求的片段了。於是,malloc函數請求延時,並開始在空閑鏈上翻箱倒櫃地檢查各內存片段,對它們進行整理,將相鄰的小空閑塊合並成較大的內存塊。
malloc()在操作系統中的實現
在 C 程序中,多次使用malloc () 和 free()。不過,您可能沒有用一些時間去思考它們在您的操作系統中是如何實現的。本節將向您展示 malloc 和 free 的一個最簡化實現的代碼,來幫助說明管理內存時都涉及到了哪些事情。
在大部分操作系統中,內存分配由以下兩個簡單的函數來處理:
void *malloc (long numbytes):該函數負責分配 numbytes 大小的內存,並返回指向第一個位元組的指針。
void free(void *firstbyte):如果給定一個由先前的 malloc 返回的指針,那麼該函數會將分配的空間歸還給進程的「空閑空間」。
malloc_init 將是初始化內存分配程序的函數。它要完成以下三件事:將分配程序標識為已經初始化,找到系統中最後一個有效內存地址,然後建立起指向我們管理的內存的指針。這三個變數都是全局變數:
//清單 1. 我們的簡單分配程序的全局變數
int has_initialized = 0;
void *managed_memory_start;
void *last_valid_address;
如前所述,被映射的內存的邊界(最後一個有效地址)常被稱為系統中斷點或者 當前中斷點。在很多 UNIX? 系統中,為了指出當前系統中斷點,必須使用 sbrk(0) 函數。 sbrk 根據參數中給出的位元組數移動當前系統中斷點,然後返回新的系統中斷點。使用參數 0 只是返回當前中斷點。這里是我們的 malloc 初始化代碼,它將找到當前中斷點並初始化我們的變數:
清單 2. 分配程序初始化函數
#include
void malloc_init()
{
last_valid_address = sbrk(0);
managed_memory_start = last_valid_address;
has_initialized = 1;
}
現在,為了完全地管理內存,我們需要能夠追蹤要分配和回收哪些內存。在對內存塊進行了 free 調用之後,我們需要做的是諸如將它們標記為未被使用的等事情,並且,在調用 malloc 時,我們要能夠定位未被使用的內存塊。因此, malloc 返回的每塊內存的起始處首先要有這個結構:
//清單 3. 內存控制塊結構定義
struct mem_control_block {
int is_available;
int size;
};
現在,您可能會認為當程序調用 malloc 時這會引發問題 —— 它們如何知道這個結構?答案是它們不必知道;在返回指針之前,我們會將其移動到這個結構之後,把它隱藏起來。這使得返回的指針指向沒有用於任何其他用途的內存。那樣,從調用程序的角度來看,它們所得到的全部是空閑的、開放的內存。然後,當通過 free() 將該指針傳遞回來時,我們只需要倒退幾個內存位元組就可以再次找到這個結構。
在討論分配內存之前,我們將先討論釋放,因為它更簡單。為了釋放內存,我們必須要做的惟一一件事情就是,獲得我們給出的指針,回退 sizeof(struct mem_control_block) 個位元組,並將其標記為可用的。這里是對應的代碼:
清單 4. 解除分配函數
void free(void *firstbyte) {
struct mem_control_block *mcb;
mcb = firstbyte - sizeof(struct mem_control_block);
mcb->is_available = 1;
return;
}
如您所見,在這個分配程序中,內存的釋放使用了一個非常簡單的機制,在固定時間內完成內存釋放。分配內存稍微困難一些。我們主要使用連接的指針遍歷內存來尋找開放的內存塊。這里是代碼:
//清單 6. 主分配程序
void *malloc(long numbytes) {
void *current_location;
struct mem_control_block *current_location_mcb;
void *memory_location;
if(! has_initialized) {
malloc_init();
}
numbytes = numbytes + sizeof(struct mem_control_block);
memory_location = 0;
current_location = managed_memory_start;
while(current_location != last_valid_address)
{
current_location_mcb =
(struct mem_control_block *)current_location;
if(current_location_mcb->is_available)
{
if(current_location_mcb->size >= numbytes)
{
current_location_mcb->is_available = 0;
memory_location = current_location;
break;
}
}
current_location = current_location +
current_location_mcb->size;
}
if(! memory_location)
{
sbrk(numbytes);
memory_location = last_valid_address;
last_valid_address = last_valid_address + numbytes;
current_location_mcb = memory_location;
current_location_mcb->is_available = 0;
current_location_mcb->size = numbytes;
}
memory_location = memory_location + sizeof(struct mem_control_block);
return memory_location;
}
這就是我們的內存管理器。現在,我們只需要構建它,並在程序中使用它即可.多次調用malloc()後空閑內存被切成很多的小內存片段,這就使得用戶在申請內存使用時,由於找不到足夠大的內存空間,malloc()需要進行內存整理,使得函數的性能越來越低。聰明的程序員通過總是分配大小為2的冪的內存塊,而最大限度地降低潛在的malloc性能喪失。也就是說,所分配的內存塊大小為4位元組、8位元組、16位元組、 18446744073709551616位元組,等等。這樣做最大限度地減少了進入空閑鏈的怪異片段(各種尺寸的小片段都有)的數量。盡管看起來這好像浪費了空間,但也容易看出浪費的空間永遠不會超過50%。
㈤ C語言中的動態內存分配的用法舉例
1、malloc函數:其作用是在內存的動態存儲區中分配一個長度為size的連續空間。其參數是一個無符號整形數,返回值是一個指向所分配的連續存儲域的起始地址的指針。
2、free函數:由於內存區域總是有限的,不能不限制地分配下去,而且一個程序要盡量節省資源,所以當所分配的內存區域不用時,就要釋放它,以便其它的變數或者程序使用。這時我們就要用到free函數。
3、calloc函數:其作用是在內存的動態存儲區中分配n個長度為 size 的連續空間。函數返回一個指向分配區域的起始位置的指針;如果分配不成功,則返回NULL。
(5)c語言函數內存分配擴展閱讀:
函數運算符:
new
運算符new用於向系統申請動態存儲空間,並把首地址作為運算結果,它的使用形式為:
指針變數=new 數據類型;
例如:
int *p=new int
該語句的作用是會用new從內存中申請了一個int型變數(4個位元組),並將該變數的首地址賦給指針變數p。
new所建立的變數的初始值是任意的,也可在用new分配內存的同時進行初始化。使用形式為:
指針變數=new 數據類型(初始值)。
delete
堆內存可按照要求進行分配,程序對內存的需求量隨時會發生變化,有時程序在運行種可能會不再需要由new分配的內存空間,而且程序還未運行結束,這時就需要把先前佔用的內存空間釋放給堆內存,以後重新分配,供程序的其他部分使用。運算符delete用於釋放new分配的內存空間,刪除建立的對象,它的使用形式為:
delete指針變數;
其中的指針變數中保存著new分配的內存的首地址。
㈥ c語言內存有幾種分配方式
基本上C程序的元素存儲在內存的時候有3種分配策略:
靜態分配
如果一個變數聲明為全局變數或者是函數的靜態變數,這個變數的存儲將使用靜態分配方式。靜態分配的內存一般會被編譯器放在數據段或代碼段來存儲,具體取決於實現。這樣做的前提是,在編譯時就必須確定變數的大小。 以IA32的x86平台及gcc編譯器為例,全局及靜態變數放在數據段的低端;全局及靜態常量放在代碼段的高端
自動分配
函數的自動局部變數應該隨著函數的返回會自動釋放(失效),這個要求在一般的體系中都是利用棧(Stack)來滿足的。相比於靜態分配,這時候,就不必絕對要求這個變數在編譯時就必須確定變數的大小,運行時才決定也不遲,但是C89仍然要求在編譯時就要確定,而C99放鬆了這個限制。但無論是C89還是C99,都不允許一個已經分配的自動變數運行時改變大小。
所以說C函數永遠不應該返回一個局部變數的地址。
要指出的是,自動分配也屬於動態分配,甚至可以用alloca函數來像分配堆(Heap)一樣進行分配,而且釋放是自動的。
動態分配
還有一種更加特殊的情況,變數的大小在運行時有可能改變,或者雖然單個變數大小不變,變數的數目卻有很大彈性,不能靜態分配或者自動分配,這時候可以使用堆(Heap)來滿足要求。ANSI C定義的堆操作函數是malloc、calloc、realloc和free。
使用堆(Heap)內存將帶來額外的開銷和風險。
㈦ 在C語言中,如何給函數分配內存
不知lz有沒聽說過虛存一說,當源碼被編譯成二進制文件後,其中的變數,函數的虛擬地址,也就是內存空間中的地址就已確定,在運行時,操作系統為其分配物理內存並添加虛擬地址到物理地址的映射。
再說的多一點,一個進程(運行的程序)可分為若干段:代碼段、數據段、堆棧段等,其中函數所操作的空間(也就是局部變數的空間)就位於堆棧段,所謂函數分配內存大小,實際就是堆棧段指針的變化而已。
㈧ 什麼是c語言裡面的動態存儲分配函數啊
動態內存分配即分配內存大小在運行時才確定,一般在堆中分配。
C語言動態內存分配相關的函數如下幾個:malloc、calloc、realloc、free;
malloc函數的使用比較直接,一個成功的malloc調用返回分配的size大小的內存的指針。失敗時返回NULL並將錯誤代碼置為ENOMEM。
calloc函數可以分配nr個size大小的內存空間,一般用於一組struct結構體的分配。
realloc函數將ptr指向的內存空間重新分配大小為size並返回新的內存首地址。
free函數釋放前三個函數申請的內存空間,所以,使用前三個分配函數分配的內存一定要free掉。
㈨ 在C語言中,如何給函數分配內存
函數的相對地址在編譯鏈接的時候就已經分配好了,但是絕對地址是未知的。就是說,函數的地址相對於程序基址的偏移是確定的,但是程序在運行的時候,會被載入到哪一個區域運行是不確定的,需要由操作系統根據內存的使用的情況等進行調度,所以函數在內存中的絕對地址也就自然不確定了,希望可以幫到你。