C 动态内存分配

C 动态内存分配

在本教程中，您将学习使用标准库函数在 C 程序中动态分配内存：malloc()、calloc()、free() 和 realloc()。

如您所知，数组是固定数量值的集合。一旦声明了数组的大小，就无法更改。

有时您声明的数组的大小可能不足。要解决此问题，您可以在运行时手动分配内存。这在 C 编程中称为动态内存分配。

为了动态分配内存，库函数是 malloc() , calloc() , realloc() 和 free() 被使用。这些函数在 <stdlib.h> 中定义 头文件。

C malloc()

“malloc”这个名字代表内存分配。

malloc() 函数保留指定字节数的内存块。并且，它返回一个 void 的指针 可以转换成任何形式的指针。

malloc() 的语法

ptr = (castType*) malloc(size);

示例

ptr = (float*) malloc(100 * sizeof(float));

上面的语句分配了 400 字节的内存。这是因为 float 的大小 是 4 个字节。并且，指针 ptr 保存分配内存中第一个字节的地址。

表达式的结果是 NULL 内存无法分配时的指针。

C calloc()

名称“calloc”代表连续分配。

malloc() 函数分配内存并使内存未初始化，而 calloc() 函数分配内存并将所有位初始化为零。

calloc() 的语法

ptr = (castType*)calloc(n, size);

示例：

ptr = (float*) calloc(25, sizeof(float));

上面的语句在内存中为 float 类型的 25 个元素分配了连续的空间 .

C free()

使用 calloc() 创建的动态分配内存 或 malloc() 不会自行释放。您必须明确使用 free() 释放空间。

free() 的语法

free(ptr);

此语句释放 ptr 指向的内存中分配的空间 .

示例 1：malloc() 和 free()

// Program to calculate the sum of n numbers entered by the user

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int main() {
  int n, i, *ptr, sum = 0;

  printf("Enter number of elements: ");
  scanf("%d", &n);

  ptr = (int*) malloc(n * sizeof(int));
 
  // if memory cannot be allocated
  if(ptr == NULL) {
    printf("Error! memory not allocated.");
    exit(0);
  }

  printf("Enter elements: ");
  for(i = 0; i < n; ++i) {
    scanf("%d", ptr + i);
    sum += *(ptr + i);
  }

  printf("Sum = %d", sum);
  
  // deallocating the memory
  free(ptr);

  return 0;
}

输出

Enter number of elements: 3
Enter elements: 100
20
36
Sum = 156

在这里，我们为 n 动态分配了内存 int 的数量 .

示例 2：calloc() 和 free()

// Program to calculate the sum of n numbers entered by the user

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int main() {
  int n, i, *ptr, sum = 0;
  printf("Enter number of elements: ");
  scanf("%d", &n);

  ptr = (int*) calloc(n, sizeof(int));
  if(ptr == NULL) {
    printf("Error! memory not allocated.");
    exit(0);
  }

  printf("Enter elements: ");
  for(i = 0; i < n; ++i) {
    scanf("%d", ptr + i);
    sum += *(ptr + i);
  }

  printf("Sum = %d", sum);
  free(ptr);
  return 0;
}

输出

Enter number of elements: 3
Enter elements: 100
20
36
Sum = 156

C realloc()

如果动态分配的内存不足或超出要求，您可以使用 realloc() 更改之前分配的内存大小 功能。

realloc() 的语法

ptr = realloc(ptr, x);

这里，ptr 以新的大小 x 重新分配 .

示例 3：realloc()

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int main() {
  int *ptr, i , n1, n2;
  printf("Enter size: ");
  scanf("%d", &n1);

  ptr = (int*) malloc(n1 * sizeof(int));

  printf("Addresses of previously allocated memory:\n");
  for(i = 0; i < n1; ++i)
    printf("%pc\n",ptr + i);

  printf("\nEnter the new size: ");
  scanf("%d", &n2);

  // rellocating the memory
  ptr = realloc(ptr, n2 * sizeof(int));

  printf("Addresses of newly allocated memory:\n");
  for(i = 0; i < n2; ++i)
    printf("%pc\n", ptr + i);
  
  free(ptr);

  return 0;
}

输出

Enter size: 2
Addresses of previously allocated memory:
26855472
26855476

Enter the new size: 4
Addresses of newly allocated memory:
26855472
26855476
26855480
26855484