指針空間的申請與釋放


一、malloc()和free()的基本概念以及基本用法:
1、函數原型及說明:
void *malloc(long NumBytes):該函數分配了NumBytes個字節,並返回了指向這塊內存的指針。如果分配失敗,則返回一個空指針(NULL)。
關於分配失敗的原因,應該有多種,比如說空間不足就是一種。

char *Ptr = NULL; Ptr = (char *)malloc(100 * sizeof(char)); if (NULL == Ptr) { exit (1); } gets(Ptr);
void free(void *FirstByte): 該函數是將之前用malloc分配的空間還給程序或者是操作系統,也就是釋放了這塊內存,讓它重新得到自由。
free(Ptr); Ptr = NULL; // code...

free()到底釋放了什么?這個問題比較簡單,其實我是想和第二大部分的題目相呼應而已!哈哈!free()釋放的是指針指向的內存!注意!釋放的是內存,不是指針!這點非常非常重要!指針是一個變量,只有程序結束時才被銷毀。釋放了內存空間后,原來指向這塊空間的指針還是存在!只不過現在指針指向的內容的垃圾,是未定義的,所以說是垃圾。因此,前面我已經說過了,釋放內存后把指針指向NULL,防止指針在后面不小心又被解引用了。非常重要啊這一點! 就是這樣!當然,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,在一個函數里申請了一塊內存然后通過函數返回傳遞給這個指針,那么也許釋放這塊內存這項工作就應該留給其他函數了。
3、關於函數使用需要注意的一些地方:
A、申請了內存空間后,必須檢查是否分配成功。
B、當不需要再使用申請的內存時,記得釋放;釋放后應該把指向這塊內存的指針指向NULL,防止程序后面不小心使用了它。
C、這兩個函數應該是配對。如果申請后不釋放就是內存泄露;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
出現錯誤(釋放空指針例外,釋放空指針其實也等於啥也沒做,所以釋放空指針釋放多少次都沒有問題)。
D、雖然malloc()函數的類型是(void *),任何類型的指針都可以轉換成(void *),但是最好還是在前面進行強制類型轉換,因為這樣可以躲過一
些編譯器的檢查。
好了!最基礎的東西大概這么說!現在進入第二部分:

二、malloc()到底從哪里得來了內存空間:
1、malloc()到底從哪里得到了內存空間?答案是從堆里面獲得空間。也就是說函數返回的指針是指向堆里面的一塊內存。操作系統中有一個記錄空閑內存地址的鏈表。當操作系統收到程序的申請時,就會遍歷該鏈表,然后就尋找第一個空間大於所申請空間的堆結點,然后就將該結點從空閑結點鏈表中刪除,並將該結點的空間分配給程序。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。堆在操作系統對進程 初始化的時候分配,運行過程中也可以向系統要額外的堆,但是記得用完了要還給操作系統,要不然就是內存泄漏。
什么是棧:棧是線程獨有的,保存其運行狀態和局部自動變量的。棧在線程開始的時候初始化,每個線程的棧互相獨立。每個函數都有自己的棧,棧被用來在函數之間傳遞參數。操作系統在切換線程的時候會自動的切換棧,就是切換SS/ESP寄存器。棧空間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准的描述,不過有個別語句被我刪除,不知道因為這樣而變得不標准了^_^.
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,存放函數的參數值、局部變量的值等。操作方式類似於數據結構中的棧。
堆一般由程序員分配釋放,若不釋放,程序結束時可能由OS回收。注意這里說是可能,並非一定。所以我想再強調一次,記得要釋放!

一、定義指針的時候一定要初始化。

變量定義的時候給變量初始化,這是保證不出錯的一個很好的習慣。尤其是在指針的使用上,如果我們沒有給指針初始化,就會出現野指針,該指針的指向並不是我們所希望的,一旦錯誤的釋放了這個指針,就會發生內存的訪問。那么如何初始化指針變量呢,一般有以下幾種方法:
1、初始化空指針
int* pInteger=NULL;
2、用已有的變量初始化
int length=5;
int* pInteger=&length;
3、用內存分配函數給指針分配空間
int* pInteger=(int*)malloc(10*sizeof(int));//為指針分配大小為10個整數的內存空間。
二、正確的申請和釋放內存
指針使用之后,如果不釋放指針所使用的內存,就會造成內存的泄露,這樣就會有大量內存由於沒能釋放,別的程序不可以使用這部分內存,如果一個程序不停申請內存而不去釋放內存,很快就會造成系統的崩潰。那么如何正確的申請和釋放內存呢。
1、指針初始化,上面已講
2、正確的申請內存
如何申請內存才算是正確的申請內存呢?首先要判斷指針是否為空,如果不為空,則釋放該指針所指向的內存塊,如果不釋放這塊內存,而直接就申請內存,就會造成內存的泄露。申請內存后,一定要判斷是否申請成功。
如:int* pInteger=NULL;//指針定義處
...
if(pInteger != NULL)
{
free(pInteger);
pInteger=NULL;//指針釋放之后並不為空,要設置其為空
}
pInteger=(int*)malloc(10*sizeof(int));
if(pInteger != NULL)
{
printf("內存申請沒有成功/n!");
exit(0);
}
...
3、內存釋放
程序使用完了指針,一定要記得釋放指針指向的內存。釋放后一定要記得設置指針為空指針。因為free函數在釋放指針后,只是單純的釋放了該指針指向的內存空間,而沒有將指針賦為空值。所以一定要記得在釋放指針后將指針賦為空值。
如:
int* pInteger=NULL;//指針定義處
...
free(pInteger);//釋放指針
pInteger=NULL; //指針賦為空值
三、使用指針時一定要判斷指針是否為空
在使用指針時一定要判斷指針是否為空,如果為空,則做相應的操作。如果不做判斷,則可能錯誤的使用空指針。
如:char* dest=NULL;
...
strcpy(dest,"string");//如果dest為空則出錯
 
正確的使用方法為:
if(dest == NULL)
{
dest=(char*)malloc(7*sizeof(char));//因為字符串以“/0”結束,
//所以要申請7個字符的內存
//判斷內存申請是否成功
...
}
strcpy(dest,"string");
 
在指針的使用過程中,基本上要注意的問題就是這些


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