淺談如何運(yùn)用C語(yǔ)言malloc和free函數(shù)

　　C語(yǔ)言的應(yīng)用范圍廣泛，具備很強(qiáng)的數(shù)據(jù)處理能力，不僅僅是在軟件開發(fā)上，而且各類科研都需要用到C語(yǔ)言，適于編寫系統(tǒng)軟件，三維，二維圖形和動(dòng)畫，具體應(yīng)用比如單片機(jī)以及嵌入式系統(tǒng)開發(fā)。今天，小編為大家搜索整理了如何運(yùn)用C語(yǔ)言malloc和free函數(shù)，希望大家能有所收獲，更多精彩內(nèi)容請(qǐng)持續(xù)關(guān)注我們考試網(wǎng)!

　　一、malloc()和free()的基本概念以及基本用法：

　　1、函數(shù)原型及說(shuō)明：

　　void *malloc(long NumBytes)：該函數(shù)分配了NumBytes個(gè)字節(jié)，并返回了指向這塊內(nèi)存的指針。如果分配失敗，則返回一個(gè)空指針(NULL)。

　　關(guān)于分配失敗的原因，應(yīng)該有多種，比如說(shuō)空間不足就是一種。

　　void free(void *FirstByte)： 該函數(shù)是將之前用malloc分配的空間還給程序或者是操作系統(tǒng)，也就是釋放了這塊內(nèi)存，讓它重新得到自由。

　　2、函數(shù)的用法：

　　其實(shí)這兩個(gè)函數(shù)用起來(lái)倒不是很難，也就是malloc()之后覺(jué)得用夠了就甩了它把它給free()了，舉個(gè)簡(jiǎn)單例子：

　　// Code...

　　char *Ptr = NULL;

　　Ptr = (char *)malloc(100 * sizeof(char));

　　if (NULL == Ptr)

　　{

　　exit (1);

　　}

　　gets(Ptr);

　　// code...

　　free(Ptr);

　　Ptr = NULL;

　　// code...

　　就是這樣!當(dāng)然，具體情況要具體分析以及具體解決。比如說(shuō)，你定義了一個(gè)指針，在一個(gè)函數(shù)里申請(qǐng)了一塊內(nèi)存然后通過(guò)函數(shù)返回傳遞給這個(gè)指針，那么也許釋放這塊內(nèi)存這項(xiàng)工作就應(yīng)該留給其他函數(shù)了。

　　3、關(guān)于函數(shù)使用需要注意的一些地方：

　　A、申請(qǐng)了內(nèi)存空間后，必須檢查是否分配成功。

　　B、當(dāng)不需要再使用申請(qǐng)的內(nèi)存時(shí)，記得釋放;釋放后應(yīng)該把指向這塊內(nèi)存的指針指向NULL，防止程序后面不小心使用了它。

　　C、這兩個(gè)函數(shù)應(yīng)該是配對(duì)。如果申請(qǐng)后不釋放就是內(nèi)存泄露;如果無(wú)故釋放那就是什么也沒(méi)有做。釋放只能一次，如果釋放兩次及兩次以上會(huì)

　　出現(xiàn)錯(cuò)誤(釋放空指針例外，釋放空指針其實(shí)也等于啥也沒(méi)做，所以釋放空指針釋放多少次都沒(méi)有問(wèn)題)。

　　D、雖然malloc()函數(shù)的類型是(void *),任何類型的指針都可以轉(zhuǎn)換成(void *),但是最好還是在前面進(jìn)行強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換，因?yàn)檫@樣可以躲過(guò)一

　　些編譯器的檢查。

　　二、malloc()到底從哪里得來(lái)了內(nèi)存空間：

　　1、malloc()到底從哪里得到了內(nèi)存空間?答案是從堆里面獲得空間。也就是說(shuō)函數(shù)返回的指針是指向堆里面的一塊內(nèi)存。操作系統(tǒng)中有一個(gè)記錄空閑內(nèi)存地址的鏈表。當(dāng)操作系統(tǒng)收到程序的申請(qǐng)時(shí)，就會(huì)遍歷該鏈表，然后就尋找第一個(gè)空間大于所申請(qǐng)空間的堆結(jié)點(diǎn)，然后就將該結(jié)點(diǎn)從空閑結(jié)點(diǎn)鏈表中刪除，并將該結(jié)點(diǎn)的空間分配給程序。就是這樣!

　　說(shuō)到這里，不得不另外插入一個(gè)小話題，相信大家也知道是什么話題了。什么是堆?說(shuō)到堆，又忍不住說(shuō)到了棧!什么是棧?下面就另外開個(gè)小部分專門而又簡(jiǎn)單地說(shuō)一下這個(gè)題外話：

　　2、什么是堆：堆是大家共有的空間，分全局堆和局部堆。全局堆就是所有沒(méi)有分配的空間，局部堆就是用戶分配的空間。堆在操作系統(tǒng)對(duì)進(jìn)程 初始化的時(shí)候分配，運(yùn)行過(guò)程中也可以向系統(tǒng)要額外的堆，但是記得用完了要還給操作系統(tǒng)，要不然就是內(nèi)存泄漏。

　　什么是棧：棧是線程獨(dú)有的，保存其運(yùn)行狀態(tài)和局部自動(dòng)變量的。棧在線程開始的時(shí)候初始化，每個(gè)線程的棧互相獨(dú)立。每個(gè)函數(shù)都有自己的棧，棧被用來(lái)在函數(shù)之間傳遞參數(shù)。操作系統(tǒng)在切換線程的時(shí)候會(huì)自動(dòng)的切換棧，就是切換SS/ESP寄存器。棧空間不需要在高級(jí)語(yǔ)言里面顯式的分配和釋放。

　　以上的概念描述是標(biāo)準(zhǔn)的描述，不過(guò)有個(gè)別語(yǔ)句被我刪除，不知道因?yàn)檫@樣而變得不標(biāo)準(zhǔn)了^_^.

　　通過(guò)上面對(duì)概念的描述，可以知道：

　　棧是由編譯器自動(dòng)分配釋放，存放函數(shù)的參數(shù)值、局部變量的值等。操作方式類似于數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的棧。

　　堆一般由程序員分配釋放，若不釋放，程序結(jié)束時(shí)可能由OS回收。注意這里說(shuō)是可能，并非一定。所以我想再?gòu)?qiáng)調(diào)一次，記得要釋放!

　　注意它與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的堆是兩回事，分配方式倒是類似于鏈表。(這點(diǎn)我上面稍微提過(guò))

　　所以，舉個(gè)例子，如果你在函數(shù)上面定義了一個(gè)指針變量，然后在這個(gè)函數(shù)里申請(qǐng)了一塊內(nèi)存讓指針指向它。實(shí)際上，這個(gè)指針的地址是在棧上，但是它所指向的內(nèi)容卻是在堆上面的!這一點(diǎn)要注意!所以，再想想，在一個(gè)函數(shù)里申請(qǐng)了空間后，比如說(shuō)下面這個(gè)函數(shù)：

　　// code...

　　void Function(void)

　　{

　　char *p = (char *)malloc(100 * sizeof(char));

　　}

　　就這個(gè)例子，千萬(wàn)不要認(rèn)為函數(shù)返回，函數(shù)所在的棧被銷毀指針也跟著銷毀，申請(qǐng)的內(nèi)存也就一樣跟著銷毀了!這絕對(duì)是錯(cuò)誤的!因?yàn)樯暾?qǐng)的內(nèi)存在

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