谈对C语言中内存分配的理解

      在我们学习C语言的过程中，掌握内存分配是很有必要的。下面是我对内存分配的理解，如有不同的见解，请多多指教。

在C语言中，对象可以使用静态方式和动态的方式分配内存空间。

静态分配：编译器在处理程序源代码时分配。一般程序员在源代码中直接定义了内存分配的大小，程序在运行的过程中，不会更改已经分配的空间。当分配的空间太少了，就会造成溢出；而内存分配过多时，则容易造成空间的浪费。

动态分配：程序在执行时调用malloc库函数申请分配。程序员可以跟据自己的需要来分配空间，不会造成空间的浪费。

静态与动态内存分配的主要区别如下：

（1）、静态内存分配是在程序执行之前进行的因而效率比较高，而动态内存分配则可以灵活的处理未知数目的。

（2）、静态对象是有名字的变量，可以直接对其进行操作；动态对象是没有名字的变量，需要通过指针间接地对它进行操作。

（3）、静态对象的分配与释放由编译器自动处理；动态对象的分配与释放必须由程序员显式的管理，通过调用malloc()和free两个函数来完成。

 

内存中的栈、堆、静态区：

（1）、栈区（stack）—— 由编译器自动分配释放 ，存放函数的参数值，局部变量的值等。其操作方式类似于数据结构中的栈。

（2） 堆区（heap） ——一般由程序员分配释放， 若程序员不释放，程序结束时可能由os回收 。注意它与数据结构中的堆是两回事，分配方式倒是类似于链表，呵呵。

（3）、静态区（全局区）（static）——静态变量和全局变量的存储是放在一块的，初始化的全局变量和静态变量在一块区域， 未初始化的全局变量和未初始化的静态变量在相邻的另一块区域，程序结束后有系统释放。

 

malloc/free函数

Malloc()函数用来在堆中申请内存空间，free()函数释放原先申请的内存空间。Malloc()函数是在内存的动态存储区中分配一个长度为size字节的连续空间。其参数是一个无符号整型数，返回一个指向所分配的连续存储域的起始地址的指针。当函数未能成功分配存储空间时（如内存不足）则返回一个NULL指针。

由于内存区域总是有限的，不能无限制地分配下去，而且程序应尽量节省资源，所以当分配的内存区域不用时，则要释放它，以便其他的变量或程序使用。

 

malloc函数的用法

调用形式： (类型说明符*)malloc(size)

功能：在内存的动态存储区中分配一块长度为"size"字节的连续区域。函数的返回值为该区域的首地址。 “类型说明符”表示把该区域用于何种数据类型。 (类型说明符*)表示把返回值强制转换为该类型指针。 “size”是一个无符号数。

例如： pc=(char *)malloc(100); 表示分配100个字节的内存空间，并强制转换为字符数组类型，函数的返回值为指向该字符数组的指针，把该指针赋予指针变量pc。

 

注意：当再次调用malloc函数分配空间时，如果已分配的空间后面有足够的空间时，则直接在其后面开辟所需要的空间。如果已分配的空间后面没有足够的空间时，则重新寻找足够的空间，并把旧空间的内容全部拷贝到新的空间，然后释放新的空间。

 

Free函数的用法

调用形式：free （pc）;
功能：释放pc所指向的一块内存空间，pc是一个任意类型的指针变量，它指向被释放区域的首地址。被释放区应是由malloc函数所分配的区域。在使用free函数后应该把被释放的空间赋值为空，例pc = NULL.

 

使用free()函数时，需要特别注意下面几点：

（1）调用free()释放内存后，不能再去访问被释放的内存空间。内存被释放后，很有可能该指针仍然指向该内存单元，但这块内存已经不再属于原来的应用程序，此时的指针为悬挂指针（可以赋值为NULL）。

（2）不能两次释放相同的指针。因为释放内存空间后，该空间就交给了内存分配子程序，再次释放内存空间会导致错误。

（3）不能用free来释放非malloc()、calloc()和realloc()函数创建的指针空间。

（4）在进行C语言程序开发中，malloc/free是配套使用的，即不需要的内存空间都需要释放回收。

（5）不能释放动态内存的一部分。

（6）不能对动态内存的越界使用。

 

malloc和realloc的区别

 函数malloc()和函数calloc() 的主要区别是前者不能初始化所分配的内存空间,而后者能。

malloc()函数分配的内存空间原来没有被使用过，则其中的每一位可能都是0;反之, 如果这部分内存曾经被分配过,则其中可能遗留有各种各样的数据。也就是说，使用malloc()函数的程序开始时(内存空间还没有被重新分配)能正常进行,但经过一段时间(内存空间已经被重新分配)可能会出现问题。

calloc() 函数会将所分配的内存空间中的每一位都初始化为零,也就是说,如果你是为字符类 型或整数类型的元素分配内存,那麽这些元素将保证会被初始化为0;如果你是为指针类型的元素分配内存,那麽这些元素通常会被初始化为空指针;如果你为实型数据分配内存,则这些元素会被初始化为浮点型的零。

以上便是我学习动态内存之后的一些个人理解，如果我的理解有错误，我希望能给我指出来，以便我能更好的理解内存空间分配。