Android NDK开发之旅4--C语言--动态内存分配

Android NDK开发之旅 目录

C 内存管理函数

C 语言为内存的分配和管理提供了几个函数。这些函数可以在 <stdlib.h> 头文件中找到。

序号 函数和描述
1 void calloc(int num, int size);
在内存中动态地分配 num 个长度为 size 的连续空间,并将每一个字节都初始化为 0。所以它的结果是分配了 num
size 个字节长度的内存空间,并且每个字节的值都是0。
2 void free(void *address);
该函数释放 address 所指向的内存块,释放的是动态分配的内存空间。
3 void *malloc(int num);
在堆区分配一块指定大小的内存空间,用来存放数据。这块内存空间在函数执行完成后不会被初始化,它们的值是未知的。
4 void *realloc(void *address, int newsize);
该函数重新分配内存,把内存扩展到 newsize。

C语音里面的内存划分

  • 栈区(栈内存,存放局部变量,自动分配和释放,里面函数的参数,方法里面的临时变量)
  • 堆区(动态内存分配,C语音里面由程序员手动分配),最大值为操作系统的80%
  • 全局区或静态区
  • 常量区(字符串)
  • 程序代码区

静态与动态内存分配

在程序运行过程中,动态指定需要使用的内存大小,手动释放,释放之后这些内存还可以被重新使用。

静态内存分配,分配内存大小的是固定,产生的问题:
1.很容易超出栈内存的最大值
2.为了防止内存不够用会开辟更多的内存,容易浪费内存。
动态内存分配,在程序运行过程中,动态指定需要使用的内存大小,手动释放,释放之后这些内存还可以被重新使用

栈溢出

下面的代码会导致栈溢出

void main(){
    //属于静态内存分配,分配到栈里面,Window里面每一个应用栈大概是2M,大小确定。与操作系统有关。
    int a [1024 * 1024 * 10 * 4];
}
该静态内存定义为40M,而Window里面每一个应用栈大概是2M,超出了范围, 会报stack overflow错误 。

动态内存分配与释放

//堆存分配,40M
//参数:字节 KB M 10M 40M
//开辟
int* p1 = (int*)malloc(1024*1024*10*sizeof(int));
//释放
free(p1);

通过动态内存分配来动态指定数组的大小

在程序运行过长中,可以随意的开辟指定大小的内存,以供使用,相当于Java中的集合

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <Windows.h>

//创建一个数组,动态指定数组的大小
void main() {
    //静态内存分配创建数组,数组的大小是固定的
    //int i = 10;
    //int a[i];

    int len;

    printf("输入数组的长度:");
    scanf("%d", &len);

    //开辟内存,大小内存len * 4 字节
    int* p = (int*)malloc(len * sizeof(int));//p:数组的首地址

    int i = 0;
    for (; i < len; i++) {
        p[i] = rand() % 100;
        printf("%d,%#x\n", p[i], &p[i]);
    }

    //手动释放内存
    free(p);

    getchar();

}

结果输出:

41,0x513f48
67,0x513f4c
34,0x513f50
0,0x513f54
69,0x513f58
24,0x513f5c

重新分配realloc

重新分配内存的两种情况:

缩小内存,缩小的那一部分数据会丢失

扩大内存,(连续的)

1.如果当前内存段后面有需要的内存空间,直接扩展这段内存空间,realloc返回原指针
2.如果当前内存段后面的空闲字节不够,那么就使用堆中的第一个能够满足这一要求的内存块,将目前的数据复制到新的位置,并将原来的数据库释放掉,返回新的内存地址
3.如果申请失败,返回NULL,原来的指针仍然有效

void main() {
    int len;
    printf("第一次输入数组的长度:");
    scanf("%d", &len);

    //开辟内存,大小内存len * 4 字节
    int* p = (int*)malloc(len * sizeof(int));//p:数组的首地址

    int i = 0;
    for (; i < len; i++) {
        p[i] = rand() % 100;
        printf("%d,%#x\n", p[i], &p[i]);
    }


    int addLen;
    printf("输入数组增加的长度:");
    scanf("%d", &addLen);


    int* p2 = (int*)realloc(p, sizeof(int) * (len + addLen));
    if (p2 == NULL) {
        printf("重新分配失败......");
    }

    printf("------------新数组-------------------\n");
    //重新赋值
    i = 0;
    for (; i < len + addLen; i++) {
        p2[i] = rand() % 200;
        printf("%d,%#x\n", p2[i], &p2[i]);
    }

    //手动释放内存 p2释放内存 p也会释放,因为给p2分配内存的时候要么p已经释放,要么p2、p指向统一地址区域
    if (p2 != NULL) {
        free(p2);
        p2 = NULL;
    }
    getchar();

}

结果输出:
第一次输入数组的长度:5
41,0x5e4ad8
67,0x5e4adc
34,0x5e4ae0
0,0x5e4ae4
69,0x5e4ae8
输入数组增加的长度:5
------------新数组-------------------
124,0x5e4ad8
78,0x5e4adc
158,0x5e4ae0
162,0x5e4ae4
64,0x5e4ae8
105,0x5e4aec
145,0x5e4af0
81,0x5e4af4
27,0x5e4af8
161,0x5e4afc

内存分配的几个注意细节

1.不能多次释放
2.释放完之后(指针仍然有值),给指针置NULL,标志释放完成
3.内存泄露(p重新赋值之后,再free,并没有真正释放内存)

避免内存泄漏

p重新赋值之前先free

内存泄漏写法:

void main(){
    //40M
    int* p1 = malloc(1024 * 1024 * 10 * sizeof(int));
    //free(p1);
    //p1 = NULL;
    //错误,没有立即释放内存
    printf("%#x\n",p1);

    //80M
    p1 = malloc(1024 * 1024 * 10 * sizeof(int) * 2);
    
    free(p1);
    p1 = NULL;

    getchar();
}

打开任务管理器,看到有40M内存泄漏。

正确写法:

void main(){
    //40M
    int* p1 = malloc(1024 * 1024 * 10 * sizeof(int));
    free(p1);
    p1 = NULL;
    printf("%#x\n",p1);

    //80M
    p1 = malloc(1024 * 1024 * 10 * sizeof(int) * 2);
    
    free(p1);
    p1 = NULL;

    getchar();
}

打开任务管理器,看到内存只有0.3M,正常。

特别感谢:
动脑学院Jason
小楠总






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