内存区可以分为栈、堆、静态存储区和常量存储区。
局部变量、函数形参、临时变量都是在栈上获得内存的，它们的获取方式都由编译器自动执行。
从堆上获取的空间都是程序员自行管理的。
使用堆管理要包含头文件：stdlib.h
malloc函数可以从堆上获得指定字节数的内存空间，声明如下：
void *malloc(int n);
malloc函数分配的内存空间是未初始化的。因此，在使用该内存空间时，要调用memset函数来将其初始化为全0。 函数声明如下：
void *memset(void *p,int c,int n);
组合操作方式如下：
int *p = NULL;
p = (int *)malloc(sizeof(int));
if(NULL == p)
printf("Can't get memory!\n");
memset(p,0,sizeof(int));
范例1
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
int main(void){
int *p = NULL; //定义并初始化指针
p = (int *)malloc(sizeof(int)); //为p从堆上分配一个Int型空间
if(NULL == p){
printf("Can't get memory!\n");
return -1;
}
printf("%d\n",*p); //输出分配的空间上的值
memset(p,0,sizeof(int)); //将p指向的空间清零
printf("%d\n",*p); //输入memset后的结果
*p = 2; //重新赋值
printf("%d\n",*p); //再次查看结果
return 0;
}
从堆上获取的内存空间在程序结束后，系统不会自动对其进行释放，需要自行管理。一个程序结束时，必须保证所有从堆上获得的空间已被安全释放，否则会造成内存泄漏。
free函数可以实现释放内存的功能。函数声明如下：
void free(void *p);
free函数释放完指针指向的内容后，该指针会指向之前指向的地方，因此要对指针再置为NULL。
free(p);
p = NULL;
函数声明如下：
void *calloc(int n,int size);
范例2
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#define SIZE 5
int main(void){
int *p = NULL; //定义并初始化指针
int i = 0;
//为p从堆上分配SIZE个int型空间
p = (int *)calloc(SIZE,sizeof(int));
if(NULL == p){
printf("Error in calloc.\n");
return -1;
}
//为p指向的SIZE个int型空间赋值
for(i=0;i<SIZE;i++){
p[i] = i;
}
//输出各个空间的值
for(i=0;i<SIZE;i++){
printf("p[%d] = %d\n",i,p[i]);
}
//释放空间
free(p);
p = NULL;
return 0;
}
该函数可以实现内存分配和内存释放的功能。函数声明如下：
void *realloc(void *p,int n);
指针p必须为指向堆内存空间的指针。realloc函数将指针p指向的内存块的大小改变为n字节。realloc分配的空间未经初始化。
当p的值为NULL时，即realloc(NULL,n)，其等效于malloc(n)；=
当n的值为0时，即realloc(p,0)，其等效于free( p )；
范例3
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main(void){
int *p = NULL; //初始化一个指针
//使用malloc获得堆空间
p = (int *)malloc(sizeof(int)); //为p从堆上分配一个int型大小的空间
*p = 3;
printf("p = %p\n",p);
printf("*p = %d\n",*p);
//使用realloc分配一个int型空间
p = (int *)realloc(p,sizeof(int)); //使用之前出现的指针p
printf("p = %p\n",p);
printf("*p = %d\n",*p);
//使用realloc分配三个int型空间
p = (int *)realloc(p,3*sizeof(int));
printf("p = %p\n",p);
printf("*p = %d\n",*p);
//释放p执行的空间
realloc(p,0);
p = NULL;
return 0;
}
C语言的内建数组属于静态数组，程序运行前就必须确定其数组容量。
使用指针变量从堆上动态分配空间的方法可以模拟实现动态数组。基本代码如下：
元素类型名 *point = NULL;
point = (元素类型名 *)malloc(数组容量 * sizeof(元素类型名));
或者
元素类型名 *point = NULL;
point = (元素类型名 *)calloc(数组容量 , sizeof(元素类型名));
范例4
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
//分配数组
void * alloc_array(void *p,const int n,const int size){
p = malloc(size *n);
if(NULL == p){
printf("Error when allocting memory.\n");
exit(0);
}
memset(p,0,size*n);
return p;
}
//释放数组空间
void free_array(void *p){
free(p);
p = NULL;
}
int main(void){
int *p =NULL;
int n = 5;
int i = 0;
//p从堆上分配一个数组空间
p = (int *)alloc_array(p,n,sizeof(int));
//使用循环语句从标准输入为数组赋值
printf("Please input %d numbers:\n",n);
for(i=0;i<n;i++)
scanf("%d",&p[i]);
//输出数组元素内容
printf("Print the element in this array:\n");
for(i=0;i<n;i++)
printf("%4d",p[i]);
printf("\n");
free_array(p);
return 0;
}
练习1
用malloc函数实现和calloc函数功能相同的函数
//calloc函数相比于malloc函数多了初始化的功能
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
void * my_calloc(int n,int size){
void *p = malloc(n * size); //获取空间
memset(p,0,n*size); //清零
return p;
}
int main(void){
int *m = (int *)my_calloc(2,sizeof(int)); //申请2个int型空间
printf("%d, %d\n",*m,*(m+1)); //打印两个整数
m[0] = 2; //为第一个整数赋值
m[1] = 4; //为第二个整数赋值
printf("%d, %d\n",*m,*(m+1));
free(m); //释放内存
m = NULL;
return 0;
}
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