c内存分配(转)
图示
C内存分配
程序代码区
全局数据区
常量数据存放在另一个区域里。这些数据在程序结束后由系统释放。我们所说的BSS段(bss
segment)通常是指用来存放程序中未初始化的全局变量的一块内存区域。BSS是英文Block Started by Symbol的简称
栈区
堆区
命令行参数区
示例
#include <stdio.h> int a = ; // 静态存储区(初始化区域)
char *p1; // 静态存储区(未初始化区域) void example()
{
int b; // 栈区
char s[] = "abc"; // 栈区
char *p2; //栈区 static int b = ; // 静态存储区(初始化区域) // 分配得来的10和20字节的区域在堆上
p1 = (char *)malloc();
p2 = (char *)malloc();
}
注意
- 在嵌入式系统中有ROM和RAM两类内存,程序被固化进ROM,变量和堆栈设在RAM中,用const定义的常量也会被放入ROM中
- 用const定义常量可以节省空间,避免不必要的内存分配
内存的规范种类
常规类(Conventional Memory)
109FFFFH),共占用640KB的容量。因为它在内存的最前面并且在DOS可管理的内存区,我们又称之为 Low Dos
Memory(低DOS内存),或称之为基本内存(Base
Memory),使用此空间的程序有BIOS,DOS操作系统,外围设备的驱动程序,中断向量表,一些常驻的程序,空闲可用的内存空间以及一般的应用软件
都可以在此空间执行
高位内存(Upper Memory)
高端内存区(High Memory Area)
扩展内存块(Extened Memory Block)
内存分配方式
常见三种分配方式
静态存储区域分配
在栈上创建
从堆上分配
常见的内存错误及对策
内存分配未成功,却使用了它
t = (struct btree *)malloc(sizeof(struct btree));
if (t == NULL) {
printf("内存分配失败!\n");
exit(EXIT_FAILURE);
}
内存分配成功,但是尚未初始化就引用它
- 没有初始化的概念
- 误认为内存的缺省初值全为0,导致引用初值错误。内存的缺省初值究竟是什么并没有统一的标准,所以无论用何种方式创建数组,都别忘了赋初值,即便是赋初值0也不可省略,不要嫌麻烦
忘记释放内存,导致内存泄漏
- 含有这种错误的函数每被调用一次就丢失一块内存。刚开始的时候,系统内存充足,你看不到错误。终有一次程序突然死掉,系统出现提示:内存耗尽
- 动态内存的申请与释放必须配对,程序中malloc和free的使用次数一定要相同,否则肯定有错误
释放了内存却继续使用它
- 程序中的对象调用关系过于复杂,实在难以搞清楚某个对象究竟是否已经释放了内存,此时应该重新设计数据结构,从根本上解决对象管理的混乱局面
- 函数的reture语句写错了,注意不要返回指向"栈内存"的“指针”或者“引用”,因为该内存在函数体结束时被自动销毁
- 使用free或delete释放了内存后,没有将指针设置为NULL。导致产生“野指针”
规则
- 用malloc或new申请内存之后,应该立即检查指针是否为NULL。防止使用指针为NULL的内存
- 不要忘记为数组和动态内存赋初值。防止将未被初始化的内存作为右值使用
- 避免数组或者指针的下标越界,特别要当心发生“多1”或者“少1”的操作
- 动态内存的申请与释放必须配对,防止内存泄漏
- 用free或delete释放内存之后,立即将指针设置为NULL,防止产生“野指针”
指针与数组的对比
修改内容
储区,内容为world),常量字符串的内容是不可以被修改的。从语法上看,编译器并不觉得语句p[0]='x'有什么不妥,但是该语句企图修改常量字符
串的内容而导致运行错误
#include <stdio.h> int main()
{
char a[] = "hello";
a[] = 'x'; printf("%s\n", a); char *p = "wrold";
p[] = 'x';
printf("%s\n", p); return ;
}
内容复制与比较
a并不能把a的内容复制指针p,而是把a的地址赋给了p。要想复制a的内容,可以先用库函数malloc为p申请一块容量为strlen(a)1个字符的
内存,再用strcpy进行字符串复制。同理,语句if(p == a)比较的不是内容而是地址,应该用库函数strcmp来比较
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
int main()
{
char a[] = "hello";
char b[]; strcpy(b, a); //不能用b = a int len = strlen(a);
char *p = (char *)malloc((len + ) * sizeof(char)); strcpy(p, a); if (strcmp(p, a) == ) {
printf("p和a是相等的!\n");
} free(p);
return ;
}
计算内存容量
因为sizeof(p)得到的是一个指针变量的字节数(32bit机器内存地址为32bit),相当于sizeof(char
*),而不是p所指的内存容量。
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h> void funC(char *a); int main()
{
char a[] = "hello";
char *p = a; printf("%d\n", sizeof(a)); // 6字节
printf("%d\n", sizeof(p)); // 4字节 funC(a);
return ;
} void funC(char *a)
{
printf("%d\n", sizeof(a)); // 4字节而不是6字节
}
运算结果:
指针参数是如何传递内存的
代码
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h> void GetMemory(char *p, int num)
{
p = (char*)malloc(sizeof(char) * num);
} char* getMemory(char *p, int num)
{
p = (char *)malloc(sizeof(char) * num);
return p;
} int main()
{
char *str = NULL;
str = getMemory(str, );
strcpy(str, "hello world!"); //运行错误
printf("%s", str);
free(str);
return ;
}
错误
原因
p.如果函数体内的程序修改了_p的内容,就导致参数p的内容作相应的修改。这就是指针可以用作输出参数的原因。在本例中,_p申请了新的内存,只是把
_p所指的内存地址改变了,但是p丝毫未变。所以函数GetMemory并不能输出任何东西。事实上,每执行一次GetMemory就会泄漏一块内存,因
为没有用free释放内存
改进
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h> void GetMemory(char *p, int num)
{
p = (char*)malloc(sizeof(char) * num);
} char* getMemory(char *p, int num)
{
p = (char *)malloc(sizeof(char) * num);
return p;
} int main()
{
char *str = NULL;
str = getMemory(str, );
strcpy(str, "hello world!"); //运行错误
printf("%s\n", str);
free(str);
return ;
}
注意:
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h> void GetMemory(char *p, int num)
{
p = (char*)malloc(sizeof(char) * num);
} char* getMemory(char *p, int num)
{
p = (char *)malloc(sizeof(char) * num);
return p;
} char* getArray(void)
{
char p[] = "hello world!";
return p; // 编译器提出警告
}
int main()
{
char *str = NULL;
str = getArray();
printf("%s\n", str); // str指向的内容是垃圾
free(str);
return ;
}
杜绝“野指针”
- 指针变量没有初始化。任何指针变量刚被创建时不会自动成为NULL指针,它的缺省值是随机的,它会乱指一气。所以,指针变量在创建的同时应该被初始化,要么将指针设置为NULL,要么让它指向合法的内存,例如:
char *p = NULL;
char *str = (char *)malloc(sizeof(char) * ); - 指针p被free或者delete之后,没有置为NULL,让人误以为p是个合法的指针
- 指针操作超越了变量的作用范围
内存耗尽怎么办
- 判断指针是否为NULL,如果是则马上用return语句终止本函数。例如:
char* getPoint()
{
char *p = malloc(sizeof(char) * );
if (p == NULL) {
return null;
}
} - 判断指针是否为NULL,如果是则马上用exit(1)终止整个程序的运行(我经常用也是推荐做法):
char* getPoint()
{
char *p = malloc(sizeof(char) * );
if (p == NULL) {
exit();
}
} - 为new和malloc设置异常处理函数
malloc的使用要点
函数malloc的原型如下:
void * malloc(size_t size);
示例
int *p = (int *)malloc(sizeof(int) * length);
注意
- malloc返回值的类型是void *,所以在调用malloc时要显式地进行类型转换,将void* 转换成所需要的指针类型
- malloc函数本身并不能识别要申请的内存是什么类型,它只关心内存的总字节数。我们通常记不住int,float等数据类型在不同平台下的具体字节数,因此在malloc中使用sizeof是良好的风格
参考链接
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