c语言分配内存
① c语言内存有几种分配方式
基本上C程序的元素存储在内存的时候有3种分配策略:
静态分配
如果一个变量声明为全局变量或者是函数的静态变量,这个变量的存储将使用静态分配方式。静态分配的内存一般会被编译器放在数据段或代码段来存储,具体取决于实现。这样做的前提是,在编译时就必须确定变量的大小。 以IA32的x86平台及gcc编译器为例,全局及静态变量放在数据段的低端;全局及静态常量放在代码段的高端
自动分配
函数的自动局部变量应该随着函数的返回会自动释放(失效),这个要求在一般的体系中都是利用栈(Stack)来满足的。相比于静态分配,这时候,就不必绝对要求这个变量在编译时就必须确定变量的大小,运行时才决定也不迟,但是C89仍然要求在编译时就要确定,而C99放松了这个限制。但无论是C89还是C99,都不允许一个已经分配的自动变量运行时改变大小。
所以说C函数永远不应该返回一个局部变量的地址。
要指出的是,自动分配也属于动态分配,甚至可以用alloca函数来像分配堆(Heap)一样进行分配,而且释放是自动的。
动态分配
还有一种更加特殊的情况,变量的大小在运行时有可能改变,或者虽然单个变量大小不变,变量的数目却有很大弹性,不能静态分配或者自动分配,这时候可以使用堆(Heap)来满足要求。ANSI C定义的堆操作函数是malloc、calloc、realloc和free。
使用堆(Heap)内存将带来额外的开销和风险。
② c语言程序怎么实现动态内存分配
一、原型:externvoid*malloc(unsignedintnum_bytes);
头文件:#include<malloc.h>
功能:分配长度为num_bytes字节的内存块
说明:如果分配成功则返回指向被分配内存的指针,否则返回空指针NULL。
当内存不再使用时,应使用free()函数将内存块释放。
(分配类型*)malloc(分配元素个数*sizeof(分配类型))//对应上述malloc函数如果成功,则返回该空间首地址,该空间没有初始化,如果失败,则返回0
#include<stdio.h>
#include<malloc.h>
intmain()
{
char*p;
p=(char*)malloc(100);
if(p)//判断分配的空间是否为NULL
printf("MemoryAllocatedat:%x/n",p);
else
printf("NotEnoughMemory!/n");
free(p);
return0;
}
③ c语言数组在内存中是怎么分配的
C语言中内存为分三类:栈区、堆区、静态数据区。
局部变量在栈上分配,函数调用前的栈指针,要和函数返回后的栈指针一样,否则就会出错。
void test(void)
{
char i,a[10];
printf("0x%x", &i);
printf("0x%x", a);
printf("0x%x", a+1);
printf("0x%x", a+2);
printf("0x%x", a+3);
}
(3)c语言分配内存扩展阅读
c语言数组在内存分配
示例:
#include<stdio.h>
int main()
{
int a[4] = {11,12,13,14};
int b[4] = {21,22,23,24};
int *pa = &a;
int i = 0;
while(i<8)
{
i++;
printf("now *p value = %d and",*pa);
printf("p addr value = %d ",pa);
pa++;
}
return 0;
}
④ C语言中分配内存的函数是怎么写的
Windows下的 malloc 原理就是调用 windows API 的各种内存管理函数申请内存并记录内存状态以便将来释放。
DOS下的 malloc 原理就是调用申请内存的中断申请内存并记录内存状态以便将来释放。
UNIX 和 linux 都有内存管理的系统调用,malloc 相当于给这些系统调用穿了一件
malloc()工作机制
malloc函数的实质体现在,它有一个将可用的内存块连接为一个长长的列表的所谓空闲链表。调用malloc函数时,它沿连接表寻找一个大到足以满足用户请求所需要的内存块。然后,将该内存块一分为二(一块的大小与用户请求的大小相等,另一块的大小就是剩下的字节)。接下来,将分配给用户的那块内存传给用户,并将剩下的那块(如果有的话)返回到连接表上。调用free函数时,它将用户释放的内存块连接到空闲链上。到最后,空闲链会被切成很多的小内存片段,如果这时用户申请一个大的内存片段,那么空闲链上可能没有可以满足用户要求的片段了。于是,malloc函数请求延时,并开始在空闲链上翻箱倒柜地检查各内存片段,对它们进行整理,将相邻的小空闲块合并成较大的内存块。
malloc()在操作系统中的实现
在 C 程序中,多次使用malloc () 和 free()。不过,您可能没有用一些时间去思考它们在您的操作系统中是如何实现的。本节将向您展示 malloc 和 free 的一个最简化实现的代码,来帮助说明管理内存时都涉及到了哪些事情。
在大部分操作系统中,内存分配由以下两个简单的函数来处理:
void *malloc (long numbytes):该函数负责分配 numbytes 大小的内存,并返回指向第一个字节的指针。
void free(void *firstbyte):如果给定一个由先前的 malloc 返回的指针,那么该函数会将分配的空间归还给进程的“空闲空间”。
malloc_init 将是初始化内存分配程序的函数。它要完成以下三件事:将分配程序标识为已经初始化,找到系统中最后一个有效内存地址,然后建立起指向我们管理的内存的指针。这三个变量都是全局变量:
//清单 1. 我们的简单分配程序的全局变量
int has_initialized = 0;
void *managed_memory_start;
void *last_valid_address;
如前所述,被映射的内存的边界(最后一个有效地址)常被称为系统中断点或者 当前中断点。在很多 UNIX? 系统中,为了指出当前系统中断点,必须使用 sbrk(0) 函数。 sbrk 根据参数中给出的字节数移动当前系统中断点,然后返回新的系统中断点。使用参数 0 只是返回当前中断点。这里是我们的 malloc 初始化代码,它将找到当前中断点并初始化我们的变量:
清单 2. 分配程序初始化函数
#include
void malloc_init()
{
last_valid_address = sbrk(0);
managed_memory_start = last_valid_address;
has_initialized = 1;
}
现在,为了完全地管理内存,我们需要能够追踪要分配和回收哪些内存。在对内存块进行了 free 调用之后,我们需要做的是诸如将它们标记为未被使用的等事情,并且,在调用 malloc 时,我们要能够定位未被使用的内存块。因此, malloc 返回的每块内存的起始处首先要有这个结构:
//清单 3. 内存控制块结构定义
struct mem_control_block {
int is_available;
int size;
};
现在,您可能会认为当程序调用 malloc 时这会引发问题 —— 它们如何知道这个结构?答案是它们不必知道;在返回指针之前,我们会将其移动到这个结构之后,把它隐藏起来。这使得返回的指针指向没有用于任何其他用途的内存。那样,从调用程序的角度来看,它们所得到的全部是空闲的、开放的内存。然后,当通过 free() 将该指针传递回来时,我们只需要倒退几个内存字节就可以再次找到这个结构。
在讨论分配内存之前,我们将先讨论释放,因为它更简单。为了释放内存,我们必须要做的惟一一件事情就是,获得我们给出的指针,回退 sizeof(struct mem_control_block) 个字节,并将其标记为可用的。这里是对应的代码:
清单 4. 解除分配函数
void free(void *firstbyte) {
struct mem_control_block *mcb;
mcb = firstbyte - sizeof(struct mem_control_block);
mcb->is_available = 1;
return;
}
如您所见,在这个分配程序中,内存的释放使用了一个非常简单的机制,在固定时间内完成内存释放。分配内存稍微困难一些。我们主要使用连接的指针遍历内存来寻找开放的内存块。这里是代码:
//清单 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;
}
这就是我们的内存管理器。现在,我们只需要构建它,并在程序中使用它即可.多次调用malloc()后空闲内存被切成很多的小内存片段,这就使得用户在申请内存使用时,由于找不到足够大的内存空间,malloc()需要进行内存整理,使得函数的性能越来越低。聪明的程序员通过总是分配大小为2的幂的内存块,而最大限度地降低潜在的malloc性能丧失。也就是说,所分配的内存块大小为4字节、8字节、16字节、 18446744073709551616字节,等等。这样做最大限度地减少了进入空闲链的怪异片段(各种尺寸的小片段都有)的数量。尽管看起来这好像浪费了空间,但也容易看出浪费的空间永远不会超过50%。
⑤ c语言中动态分配内存的关键字
1、malloc函数:其作用是在内存的动态存储区中分配一个长度为size的连续空间。其参数是一个无符号整形数,返回值是一个指向所分配的连续存储域的起始地址的指针。
2、free函数:由于内存区域总是有限的,不能不限制地分配下去,而且一个程序要尽量节省资源,所以当所分配的内存区域不用时,就要释放它,以便其它的变量或者程序使用。这时我们就要用到free函数。
3、calloc函数:其作用是在内存的动态存储区中分配n个长度为 size 的连续空间。函数返回一个指向分配区域的起始位置的指针;如果分配不成功,则返回NULL。
⑥ 用C语言分配开辟内存问题
你的代码不是C的,其实现在语言比较强大,也许在内存回收上做了完善,我不会C++,我知道JAVA语言,他本身在内存回收上面做了优化,就是在堆中申请的内存,操作系统没回收,但JAVA语言最终编译成可运行码的时候,回收了这块内存(JAVA的垃圾回收机制,蛮强的,不过我不太喜欢)。你可以试试用C写,用malloc 来申请,这个应该不会被回收的,你可以试试,当然可能和其它原因有关。
最后如果你想学习内存管理的话,方向是:操作系统理论中的页式内存管理,地址的印射这2部分是理论(比较简单,实际情况比这复杂一点,先看理论比较好)
等真的明白了(应该不难懂),下面就有难度了,选一个比较流行的CPU的地址映射(各种不同的CPU地址映射是不一样的),我看的是intel 80386后出现的保护模式(其实是286后出现的,不过286没什么名气),以及linux中内存管理的源代码(记得结合书看,直接看代码很难懂)。
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你的问题算是有点难度和深度的。
关于内存开辟问题,在linux中有个很特殊的内存段,它的大小是8K,我们叫他系统堆栈空间,任何一段程序代码在运行时候它都是一个进程,它都会有这么一个8K的系统堆栈空间。局部变量都是放在这样一个8K空间中,包括int a,int a[100], int *a.他们都放在这里。
那么第一个问题就回答了,int a就是放在系统堆栈空间中。当这个进程死亡的时候,会有其它的进程来回收这个空间(它自己会指定的,一般是其父进程),所以你不需要自己手动去释放局部变量占地内存。
至于int * a;然后你new一个空间这个就有点不同了,首先 * a还是个局部变量,他是存在于系统堆栈中。不过它存的比较特殊是一个逻辑地址,不是一个值(其实逻辑地址也就是一个无符号的16位整数而已)。当你new 的时候,会在堆空间中开一个空间,并把这个空间的地址放到刚那个 a中去。很明显新申请的空间不是在系统堆栈空间中,父进程(一般是)是不会回收这个内存的,这就是为什么你要自己 free(a) 这样来释放空间。
我们常说局部变量不要过大,比如int a[10000]这是不允许的,可以看出来只有8K的大小的内存,而且他还不全部都是给局部变量使用,他有相当一部分内存是给进程控制块和中断返回现场用的(读过linux源代码你就清楚了),另外C语言不检查数组边界,如果你int a[4]数组,而不顾一切的向这个数组上放东西,你就有可能很运气的把中断的返回地址给冲掉,聪明的人会放一个新的返回地址进去,而这个地址返回一个恶意的进程。知道会发生什么了,这就是缓冲区溢出攻击。
windows虽然不太一样,但原理差不多。
⑦ c语言什么时候需要动态分配内存
当你不确定内存空间大小的时候。。有2种办法。
1。预先定义一个足够大的空间。(这个比较浪费资源。而且随着程序的使用推广。预先定义的空间也不一定能完全满足条件)
2。动态的分配内存。可以做到准确分配空间大小。不浪费资源,而且也不会发生程序不断使用预先分配内存不足。
备注:动态分配的内存空间系统不负责自动回收,需要写代码手动释放。
⑧ C语言 malloc()函数 分配内存空间尺寸的问题
这个问题首先得从堆栈说起,一个程序一般分为三段:代码段,数据段(静态数据),和堆栈段。堆栈段存储程序中的变量、程序传递的参数等(动态分配的变量存储在堆中,静态分配的存储在栈中)。堆栈的增长方式如下:
程序在运行的时候会预先分配堆栈空间,所以你的问题中不一定修改了不该修改的地方,有可能那里本来就是空的。
再回到malloc这个函数上来,malloc主要负责分配空间,返回该空间的首地址。那为什么申请空间为0,却可以存储7个字符呢?那是因为C语言的指针中并不检查数组的越界问题,不信的话,你可以这样:char ch[5],然后你去读写ch[6](printf或scanf),这样是不会报错的。但是我们在使用的时候,千万别越界使用,因为这样的程序是非常危险的,试想,如果越界使用的地址正好是一个操作系统的地址,那么你一修改,系统就崩了。同时,C语言的这个机制被黑客广泛地应用与缓冲区溢出攻击,所以你非但不能越界使用指针,还得时刻考虑到指针(数组)是否越界,以加强程序的安全性。
希望对你有所帮助。。。
⑨ c语言 分配超大内存
用文件内存映射,这样系统就会把文件作为内存使用,文件有多大你虚拟出来的内存就有多大
⑩ 一个C语言动态分配内存为什么是对的。
并不是说没有那么大的内存就会出错,你申请了5B的空间,并让a指向了这个空间的初始地址,当你对a中元素进行赋值时,从a指向的地址开始赋值,虽然你申请的空间不够,但是不影响继续赋值,只不过之前存储在那些你没申请的空间中的内容被覆盖掉,但这段空间可能也是空闲的,这种操作会存在潜在的不安全性,但不一定会导致运行时错误,只要当你要覆盖的那段空间是不允许被覆盖的时,才会报错