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淺談如何運(yùn)用C語言malloc和free函數(shù)
C語言的應(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語言，適于編寫系統(tǒng)軟件，三維，二維圖形和動畫，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語言malloc和free函數(shù)，希望大家能有所收獲，更多精彩內(nèi)容請持續(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)原型及說明：
void *malloc(long NumBytes)：該函數(shù)分配了NumBytes個字節(jié)，并返回了指向這塊內(nèi)存的指針。如果分配失敗，則返回一個空指針(NULL)。
關(guān)于分配失敗的原因，應(yīng)該有多種，比如說空間不足就是一種。
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)這兩個函數(shù)用起來倒不是很難，也就是malloc()之后覺得用夠了就甩了它把它給free()了，舉個簡單例子：
// 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，你定義了一個指針，在一個函數(shù)里申請了一塊內(nèi)存然后通過函數(shù)返回傳遞給這個指針，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)不需要再使用申請的內(nèi)存時，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、這兩個函數(shù)應(yīng)該是配對。如果申請后不釋放就是內(nèi)存泄露;如果無故釋放那就是什么也沒有做。釋放只能一次，如果釋放兩次及兩次以上會
出現(xiàn)錯誤(釋放空指針例外，釋放空指針其實(shí)也等于啥也沒做，所以釋放空指針釋放多少次都沒有問題)。
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@樣可以躲過一
些編譯器的檢查。
二、malloc()到底從哪里得來了內(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)收到程序的申請時，就會遍歷該鏈表，然后就尋找第一個空間大于所申請空間的堆結(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!
說到這里，不得不另外插入一個小話題，相信大家也知道是什么話題了。什么是堆?說到堆，又忍不住說到了棧!什么是棧?下面就另外開個小部分專門而又簡單地說一下這個題外話：
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)對進(jìn)程 初始化的時候分配，運(yùn)行過程中也可以向系統(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)和局部自動變量的。棧在線程開始的時候初始化，每個線程的�；ハ嗒�(dú)立。每個函數(shù)都有自己的棧，棧被用來在函數(shù)之間傳遞參數(shù)。操作系統(tǒng)在切換線程的時候會自動的切換棧，就是切換SS/ESP寄存器。�？臻g不需要在高級語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，不過有個別語句被我刪除，不知道因?yàn)檫@樣而變得不標(biāo)準(zhǔn)了^_^.
通過上面對概念的描述，可以知道：
棧是由編譯器自動分配釋放，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)束時可能由OS回收。注意這里說是可能，并非一定。所以我想再強(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)
所以，舉個例子，如果你在函數(shù)上面定義了一個指針變量，然后在這個函數(shù)里申請了一塊內(nèi)存讓指針指向它。實(shí)際上，這個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，在一個函數(shù)里申請了空間后，比如說下面這個函數(shù)：
// code...
void Function(void)
{
char *p = (char *)malloc(100 * sizeof(char));
}
就這個例子，千萬不要認(rèn)為函數(shù)返回，函數(shù)所在的棧被銷毀指針也跟著銷毀，申請的內(nèi)存也就一樣跟著銷毀了!這絕對是錯誤的!因?yàn)樯暾埖膬?nèi)存在
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