第38课 动态内存分配

动态内存分配的意义：

malloc和free：

注意：

思考：

malloc(0)将返回什么？

运行结果如下：

可以看到，返回了具体的地址。

我们所说的内存包括起始地址和长度。我们平时说内存的时候更多的是关注起始地址，而忽略了长度。

如果动态的综合这两部，我们使用malloc(0)返回了一个地址就不会奇怪了，因为这块内存的长度是0。这块内存我们可能无法正常使用，因为长度是0。

我们如果不停的malloc(0)，会使系统的内存耗尽吗？

答案是会的，因为我们malloc的时候，得到的内存往往要比实际申请的大。

现在的内存申请一般都是四字节对齐的。

因此，malloc(0)也要使用free来释放这片内存。

 避免内存泄漏的内存泄漏检测模块：

mleak.h如下：

#ifndef _MLEAK_H_
#define _MLEAK_H_

#include <malloc.h>

#define MALLOC(n) mallocEx(n, __FILE__, __LINE__)
#define FREE(p) freeEx(p)

void* mallocEx(size_t n, const char* file, const line);
void freeEx(void* p);
void PRINT_LEAK_INFO();

#endif

mleak.c如下：

#include "mleak.h"

#define SIZE 256

/* 动态内存申请参数结构体 */
typedef struct
{
    void* pointer;
    int size;
    const char* file;
    int line;
} MItem;

static MItem g_record[SIZE]; /* 记录动态内存申请的操作 */

void* mallocEx(size_t n, const char* file, const line)
{
    void* ret = malloc(n); /* 动态内存申请 */
    
    if( ret != NULL )
    {
        int i = 0;
        
        /* 遍历全局数组，记录此次操作 */
        for(i=0; i<SIZE; i++)
        {
            /* 查找位置 */
            if( g_record[i].pointer == NULL )
            {
                g_record[i].pointer = ret;
                g_record[i].size = n;
                g_record[i].file = file;
                g_record[i].line = line;
                break;
            }
        }
    }
    
    return ret;
}

void freeEx(void* p)
{
    if( p != NULL )
    {
        int i = 0;
        
        /* 遍历全局数组，释放内存空间，并清除操作记录 */
        for(i=0; i<SIZE; i++)
        {
            if( g_record[i].pointer == p )
            {
                g_record[i].pointer = NULL;
                g_record[i].size = 0;
                g_record[i].file = NULL;
                g_record[i].line = 0;
                
                free(p);
                
                break;
            }
        }
    }
}

void PRINT_LEAK_INFO()
{
    int i = 0;
    
    printf("Potential Memory Leak Info:
");
    
    /* 遍历全局数组，打印未释放的空间记录 */
    for(i=0; i<SIZE; i++)
    {
        if( g_record[i].pointer != NULL )
        {
            printf("Address: %p, size:%d, Location: %s:%d
", g_record[i].pointer, g_record[i].size, g_record[i].file, g_record[i].line);
        }
    }
}

主程序如下：

#include <stdio.h>
#include "mleak.h"

void f()
{
    MALLOC(100);
}

int main()
{
    int* p = (int*)MALLOC(3 * sizeof(int));
    
    f();
    
    p[0] = 1;
    p[1] = 2;
    p[2] = 3;
    
    FREE(p);
    
    PRINT_LEAK_INFO();
    
    return 0;
}

运行结果如下：

我们将第19行释放p的语句也注释掉，再次运次：

calloc和realloc：

示例程序：

#include <stdio.h>
#include <malloc.h>

#define SIZE 5

int main()
{
    int i = 0;
    int* pI = (int*)malloc(SIZE * sizeof(int));
    short* pS = (short*)calloc(SIZE, sizeof(short));
    
    for(i=0; i<SIZE; i++)
    {
        printf("pI[%d] = %d, pS[%d] = %d
", i, pI[i], i, pS[i]);
    }
    
    printf("Before: pI = %p
", pI);
    
    pI = (int*)realloc(pI, 2 * SIZE * sizeof(int));
    
    printf("After: pI = %p
", pI);
    
    for(i=0; i<10; i++)
    {
        printf("pI[%d] = %d
", i, pI[i]);
    }
    
    free(pI);
    free(pS);
    
    return 0;
}

运行结果如下：

bcc32的运行结果如下：

vc编译器的结果如下;

realloc重置之后地址值会发生变化。

可以得到结论：

calloc得到的内存是绝对会初始化的，malloc不会初始化。realloc会重置内存空间的大小，重置后扩大的内存部分可能是随机值。

小结：