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《C语言教程》13章 为指针动态分配内存


C语言程序员要严防内存泄漏,这个“内存泄漏”就是由动态内存分配引起的。指针是C语言和其它语言的最大区别,也是很多人不能跨入C语言的一道门槛。既然指针是这么一个“危险”的坏东西,干吗不取消它呢?

其实指针本身并没有好坏,它只是一种操作地址的方法,学会了便可以发挥其它语言难以匹敌的功能,没学会的话,只能做其它语言的程序员,也同样发挥你的光和热。小雅本人也在C语言门外徘徊多年,至今仍属于初学者。

一、变量和数组可以通过指针来转换

int *x”中的x究竟是不是数组?光看这一句小雅无法告诉你,因为它既可表示单个变量内容,也可表示数组。下面是小雅专门为你准备的例子,理解之后,对动态分配时长度计算有好处。


#include <stdio.h>

int main(void)
{
    int *num = NULL;
    int *x, y[] = {12, 22,32}, z = 100;

    //下面演示,指针既可充当变量、也可充当数组
    x=&z;      //整型变量的地址赋给x
    printf("*x=%d, x[0]=%d\n", *x, x[0]);

    x = y;     //数组的地址赋给x
    printf("*x=%d, x[ 0]=%d, x[ 1]=%d, x[2]=%d\n", *x, x[0], x[1], x[2]);

    x = y + 1; //数组的第二位地址赋给x
    printf("*x=%d, x[-1]=%d, x[ 0]=%d, x[1]=%d\n", *x, x[-1], x[0], x[1]);

    x = y + 2; //数组的第三位地址赋给x
    printf("*x=%d, x[-2]=%d, x[-1]=%d, x[0]=%d\n", *x, x[-2], x[-1], x[0]);

    return 0;
}

二、动态分配内存

前面讲到的指针,基本上将已经定义好的变量的地址赋给指针变量,现在要学的是向操作系统申请一块新的内存。申请到的内存,必须在某个地方手动释放,因此下面2个函数必须配对使用。malloc()和free(),都是标准函数,在stdlib.h中定义。

根据不同的电脑使用状况,申请内存有可能失败,失败时返回NULL,因此,动态申请内存时,一定要判断结果是否为空。malloc()的返回值类型是“void *”,因此,不要忘记类型转换。(许多人都省略了。)


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

int main(void)
{
    char *p ;

    p = (char *)malloc(40 * sizeof(char)) ;
    if (p == NULL) {          //这个判断是必须的
        printf("内存分配出错!");
        exit(1);
    }
    strcpy(p, "这是劝学网C语言教程。\n");   //不要忘记给新内存赋值
    printf("%s", p);

    free(p);    //过河一定要拆桥
    p = NULL ;  //释放后的指针置空,这是非常好的习惯,防止野指针。

return 0;
}

三、隐蔽的内存泄漏

内存泄漏主要有以下几种情况:

  1. 内存分配未成功,却使用了它。
  2. 内存分配虽然成功,但是尚未初始化就引用它。
  3. 内存分配成功并且已经初始化,但操作越过了内存的边界。
  4. 忘记了释放内存,造成内存泄露。
  5. 释放了内存却继续使用它。

下面的程序造成内存泄漏,想想错在何处?如何修改?

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

int main(void)
{
    int *p, i;

    p = (int *)malloc(6 * sizeof(int)) ;
    if (p == NULL) {    //判断是否为空
        printf("内存分配出错!");
        exit(1);
    }

    for (i=0; i<6; i++) {
        p++;
        *p = i;
        printf("%2d", *p);
    }
    printf("\n");

    free(p);    //这句运行时出错

    return 0;
}

四、对动态内存的错误观念

有人对某一只在函数内使用的指针动态分配了内存,用完后不释放。其理由是:函数运行结束后,函数内的所有变量全部消亡。这是错误的。动态分配的内存是在“堆”里定义,并不随函数结束而消亡。

有人对某动态分配了内存的指针,用完后直接设置为NULL。其理由是:已经为NULL了,这就释放了。这也是错误的。指针可以任意赋值,而内存并没有释放;相反,内存释放后,指针也并不为NULL。


分类:C语言教程系列  书名:C语言教程  作者:小雅