動(dòng)態(tài)指針數(shù)組申請(qǐng)和釋放內(nèi)存

1、c語(yǔ)言中內(nèi)存的動(dòng)態(tài)分配與釋放(多維動(dòng)態(tài)數(shù)組構(gòu)建)(2012-02-29 00:17) 標(biāo)簽:c 語(yǔ)言內(nèi)存動(dòng)態(tài) 分類： C/C+靜態(tài)數(shù)組與動(dòng)態(tài)數(shù)組靜態(tài)數(shù)組比較常見(jiàn)，數(shù)組長(zhǎng)度預(yù)先定義好，在整個(gè)程序中，一旦給定大小后就無(wú)法再改變長(zhǎng)度， 靜態(tài)數(shù)組自己自動(dòng)負(fù)責(zé)釋放占用的內(nèi)存。動(dòng)態(tài)數(shù)組長(zhǎng)度可以隨程序的需要而重新指定大小。動(dòng)態(tài)數(shù)組由內(nèi)存分配函數(shù)(malloc)從堆(heap) 上分配存儲(chǔ)空間，只有當(dāng)程序執(zhí)行了分配函數(shù)后，才為其分配內(nèi)存，同時(shí)由程序員自己負(fù)責(zé)釋放 分配的內(nèi)存(free)。為什么要使用動(dòng)態(tài)數(shù)組？在實(shí)際的編程中，往往會(huì)發(fā)生這種情況，即所需的內(nèi)存空間取決于實(shí)際輸入的數(shù)據(jù)，而無(wú)法預(yù)先 確定。對(duì)于這種問(wèn)

2、題，用靜態(tài)數(shù)組的辦法很難解決。為了解決上述問(wèn)題，c語(yǔ)言提供了一些內(nèi)存 管理函數(shù)，這些內(nèi)存管理函數(shù)結(jié)合指針可以按需要?jiǎng)討B(tài)地分配內(nèi)存空間，來(lái)構(gòu)建動(dòng)態(tài)數(shù)組，也可 把不再使用的空間回收待用，為有效地利用內(nèi)存資源提供了手段。動(dòng)態(tài)數(shù)組與靜態(tài)數(shù)組的比較對(duì)于靜態(tài)數(shù)組，其創(chuàng)建非常方便，使用完也無(wú)需釋放，要引用也簡(jiǎn)單，但是創(chuàng)建后無(wú)法改變其大 小是其致命弱點(diǎn)！對(duì)于動(dòng)態(tài)數(shù)組，其創(chuàng)建麻煩，使用完必須由程序員自己釋放，否則嚴(yán)重會(huì)引起內(nèi)存泄露。但其使 用非常靈活，能根據(jù)程序需要?jiǎng)討B(tài)分配大小。如何構(gòu)建動(dòng)態(tài)數(shù)組？構(gòu)建動(dòng)態(tài)數(shù)組時(shí)，我們遵循下面的原則：申請(qǐng)的時(shí)候從外層往里層，逐層申請(qǐng)；釋放的時(shí)候從里層往外層，逐層釋放；構(gòu)建動(dòng)態(tài)數(shù)組

3、所需指針對(duì)于構(gòu)建一維動(dòng)態(tài)數(shù)組，需要一維指針；對(duì)于二維，則需要一維，二維指針；對(duì)于三維，需要一，二，三維指針；依此類推。動(dòng)態(tài)內(nèi)存分配與釋放函數(shù)/*動(dòng)態(tài)內(nèi)存分配與釋放函數(shù)*/void *malloc(unsigned int size);void *calloc(unsigned int num, unsigned int size);void *realloc(void *p,unsigned int size);void free (void *p);說(shuō)明：(1)malloc()函數(shù)成功：返回所開(kāi)辟空間首地址；失敗:返回空指針；功能：向系統(tǒng)申請(qǐng)size字節(jié)堆的空間；calloc ()成功：返回

4、所開(kāi)辟空間首地址；失敗:返回空指針；功能：按類型向系統(tǒng)申請(qǐng)num個(gè)size 字節(jié)堆的空間；realloc()成功：返回所開(kāi)辟空間首地址；失敗:返回空指針；功能：將p指向的空間變?yōu)閭€(gè)size 字節(jié)堆的空間；free()沒(méi)有返回值，釋放p指向的堆空間；(2)規(guī)定為void *類型，這并不是說(shuō)該函數(shù)調(diào)用后無(wú)返回值，而是返回一個(gè)結(jié)點(diǎn)的地址，該地址的 類型為void(無(wú)類型或類型不確定)，即一段存儲(chǔ)區(qū)的首址，其具體類型無(wú)法確定，只有使用時(shí) 根據(jù)各個(gè)域值數(shù)據(jù)再確定?？梢杂脧?qiáng)制轉(zhuǎn)換的方法將其轉(zhuǎn)換為別的類型。例如：double *pd = NULL;2- pd = (double *)calloc(10, s

5、izeof(double);表示將向系統(tǒng)申請(qǐng)10個(gè)連續(xù)的double類型的存儲(chǔ)空間，并用指針pd指向這個(gè)連續(xù)的空間的首 地址。并且用(double)對(duì)calloc ()的返回類型進(jìn)行轉(zhuǎn)換，以便把double類型數(shù)據(jù)的地址賦值給 指針pd。(3)使用sizeof的目的是用來(lái)計(jì)算一種類型的占有的字節(jié)數(shù)，以便適合不同的編譯器。檢查動(dòng)態(tài)內(nèi)存是否分配成功由于動(dòng)態(tài)分配不一定成功，為此要附加一段異常處理程序，不致程序運(yùn)行停止，使用戶不知所措。通常采用這樣的異常處理程序段：if (p =NULL)/* 或者 if(!p)*/2. (printf (動(dòng)態(tài)申請(qǐng)內(nèi)存失敗！ n)；exit (1);/異常退出5. 這

6、四個(gè)函數(shù)頭文件均包含在stdlib.h中。分配的堆空間是沒(méi)有名字的，只能通過(guò)返回的指針找到它。絕不能對(duì)非動(dòng)態(tài)分配存儲(chǔ)塊使用free。也不能對(duì)同一塊內(nèi)存區(qū)同時(shí)用free釋放兩次，如：free(p);free(p); 調(diào)用free()時(shí)，傳入指針指向的內(nèi)存被釋放，但調(diào)用函數(shù)的指針值可能保持不變，因?yàn)閜 是作為形參而傳遞給了函數(shù)。嚴(yán)格的講，被釋放的指針值是無(wú)效的，因?yàn)樗巡辉僦赶蛩暾?qǐng)的 內(nèi)存區(qū)。這時(shí)對(duì)它的任何使用便可能會(huì)可帶來(lái)問(wèn)題。所以在釋放一個(gè)指針指向的內(nèi)存后，將該指 針賦值為0，避免該指針成為野指針：int*p =(int*)malloc(sizeof(int);free(p);/*釋放p指向

7、內(nèi)存*/p = 0;/*或者p =NULL，釋放p指向的內(nèi)存后，將p指針賦值為0，避免p指針成為野指針*/malloc與calloc的區(qū)別，對(duì)于用malloc分配的內(nèi)存區(qū)間，如果原來(lái)沒(méi)有被使用過(guò)，則其 中的每一位可能都是0;反之，如果這部分內(nèi)存空間曾經(jīng)被分配、釋放和重新分配，則其中可能 遺留各種各樣的數(shù)據(jù)。也就是說(shuō)，使用malloc()函數(shù)的程序開(kāi)始時(shí)(內(nèi)存空間還沒(méi)有被重新分配) 能正常運(yùn)行，但經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后(內(nèi)存空間已被重新分配)可能會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題，因此在使用它之前必 須先進(jìn)行初始化(可用memset函數(shù)對(duì)其初始化為0)，但調(diào)用calloc()函數(shù)分配到的空間在分 配時(shí)就已經(jīng)被初始化為0 了。當(dāng)

8、你在calloc()函數(shù)和malloc()函數(shù)之間作選擇時(shí)，你需考慮是 否要初始化所分配的內(nèi)存空間，從而來(lái)選擇相應(yīng)的函數(shù)。六.動(dòng)態(tài)數(shù)組構(gòu)建過(guò)程以三維整型數(shù)組為例int arrayxyz先遵循從外到里，逐層申請(qǐng)的原則：最外層的指針就是數(shù)組名array，他是一個(gè)三維指針，指向的是array 口，array 是二維指針， 所以給array申請(qǐng)內(nèi)存空間需要一個(gè)三維指針int * p;1- /*給三維數(shù)組arrayxyz動(dòng)態(tài)分配內(nèi)存*/int* p =(int*)malloc(x * sizeof(int*);3- /*或者如下*/array = (int *)malloc(x * sizeof(int

9、 *)/*指針p指向的是array三維數(shù)組的第一維，有x個(gè)元素，所以要sizeof(x *(int*)*/次層指針是array口，它是一個(gè)二維指針，指向的是array口口，array口 口是一維指針：L int i, j;for (i = 0; i x; i+)(arrayi=(int*)malloc(y * sizeof(int*);最內(nèi)層指針是array口口，它是個(gè)一維指針，所指向的是array，其是個(gè)整型常量。所以給 array口 申請(qǐng)內(nèi)存應(yīng)：L int i, j;for (i = 0; i x; i+) TOC o 1-5 h z (for(j = 0; j y; j+)(arrayi

10、j = (int*)malloc(z * sizeof(int);綜合以上三步：/*動(dòng)態(tài)構(gòu)建三維數(shù)組內(nèi)存分配函數(shù)*/* pArr:指向三維數(shù)組首地址* x:三維數(shù)組第一維元素個(gè)數(shù)* y：三維數(shù)組第二維元素個(gè)數(shù)* Z：三維數(shù)組第三維元素個(gè)數(shù)*/void Create3DActiveArray(int*pArr, int x, int y, int z)int i, j, k;pArr =(int*)malloc(x * sizeof(int*);12.for(i = 0; i x; i+) TOC o 1-5 h z pArri = (int*)malloc(y * sizeof(int*);f

11、or(j = 0; j y; j+)pArrij = (int*)malloc(z * sizeof(int);for (k = 0; k z; k+)pArrijk= i + j + k;內(nèi)存釋放函數(shù)：void Free3DActiveArray(int*pArr, int x, int y)int i, j, k;for(i = 0; i x; i+)for(j = 0; j y; j+)free (pArrij);pArrij= 0;free (pArri);pArr i= 0;free(pArr);15./*2012 年 2 月 29 日 12:00:32目的：多維數(shù)組構(gòu)建和釋放，這里

12、以構(gòu)建一個(gè)動(dòng)態(tài)3維數(shù)組為例*/5.#include #include 8.void Malloc3DActiveArray(int* pArr, int x, int y, int z);void Free3DActiveArray(int* pArr, int x, int y);/void Display3DArray(int* pArr, int x, int y, int z);12.13.int main(void)(16.int x, y, z;int*array=NULL;18.printf (輸入一維長(zhǎng)度：)；scanf (d，&x);printf (輸入二維長(zhǎng)度：);scan

13、f (d，&y);printf (輸入三維長(zhǎng)度：)；scanf (d，&z);25.Malloc3DActiveArray(array, x, y, z);Free3DActiveArray(array, x, y);array=NULL;29.return 0;32.void Malloc3DActiveArray(int* pArr,int x,int y,int z)(int i, j, k;pArr =(int*) malloc (x * sizeof (int*);37.for(i = 0; i x; i+) TOC o 1-5 h z (pArri = (int*)malloc(y

14、 * sizeof(int*);for(j = 0; j y; j+)(pArrij = (int*)malloc(z * sizeof(int);for (k = 0; k z; k+)(pArr ijk= i + j + k + 1;printf(%d , pArr ijk); TOC o 1-5 h z printf (n);printf (n);54.void Free3DActiveArray(int* pArr, int x, int y)(int i, j;for(i = 0; i x; i+)(for(j = 0; j y; j+)(free(pArrij);pArr ij=

15、0;65.free (pArri);pArr i= 0;free(pArr);/*2012 年 2 月 29 日 12:32:02功能：動(dòng)態(tài)構(gòu)建4維數(shù)組，學(xué)習(xí)動(dòng)態(tài)構(gòu)建多維數(shù)組，并釋放多維數(shù)組*/5.#include #include 8.int main ()(11.int n1,n2,n3,n4;12.int*array;13.int i,j,k,m;14.puts (輸入一維長(zhǎng)度:);scanf (%d,&n1);puts (輸入二維長(zhǎng)度:);scanf (%d,&n2);puts(輸入三維長(zhǎng)度:);scanf (d，&n3);puts( 輸入四維長(zhǎng)度:)；scanf (d，&n4);23

16、.array=(int*)malloc(n1 * sizeof(int*);/第一維25.for(i = 0; i n1; i+) TOC o 1-5 h z (arrayi = (int*)malloc(n2 * sizeof (int*);/第二維for(j = 0; j n2; j+)(arrayij = (int*)malloc(n3 * sizeof(int*);/第三維for (k = 0; k n3; k+)(arrayijk = (int*)malloc(n4 * sizeof(int);/第四維for(m = 0; m n4; m+)(arrayijkm= i + j + k + m + 1;printf (%dt, arrayijkm);printf (n)；printf (n)；printf (n)；46.47.for(i=0;in1;i+)48. (49.for(j= 0;jn2;j+)50. (51. for (k= 0;kn3;k+) TOC o 1-5 h z (free(arrayijk);/釋放第四維指針arrayijk= 0;56.free(array