iOS零碎知识--C语言内存分配函数区别

无奈朝来寒雨,晚来风

1. malloc函数

malloc 函数可以从堆上获得指定字节的内存空间,其函数声明如下: 
void * malloc(int n)

其中,形参n为要求分配的字节数。

  • 如果函数执行成功,malloc返回获得内存空间的首地址;

  • 如果函数执行失败,那么返回值为NULL。

    • 由于malloc函数值的类型为void型指针,因此,可以将其值类型转换后赋给任意类型指针,这样就可以通过操作该类型指针来操作从堆上获得的内存空间。

    ** 需要注意的是,malloc函数分配得到的内存空间是未初始化的。因此,一般在使用该内存空间时,要调用另一个函数memset来将其初始化为全0。**

memset函数的声明如下:

 void * memset (void * p,int c,int n) ;

该函数可以将指定的内存空间按字节单位置为指定的字符c。其中,-

  • p 为要清零的内存空间的首地址,
  • c 为要设定的值,
  • n 为被操作的内存空间的字节长度。

如果要用 memset 清0,变量 c 实参要为0。malloc函数和memset函数的操作语句一般如下:

int * p=NULL;
p=(int *)malloc(sizeof(int));
if(p==NULL)
printf(“Can’t get memory!\n”);
memset(p,0,siezeof(int));
注意:通过malloc函数得到的堆内存必须使用memset函数来初始化。


2. free函数

从堆上获得的内存空间在程序结束以后,系统不会将其自动释放,需要程序员来自己管理。一个程序结束时,必须保证所有从堆上获得的内存空间已被安全释放,否则,会导致内存泄露。

 free 函数可以实现释放内存的功能。其函数声明为:
 void free (void * p);

由于形参为void指针,free函数可以接受任意类型的指针实参

  • free函数只是释放指针指向的内容,而该指针仍然指向原来指向的地方,此时,指针为野指针,如果此时操作该指针会导致不可预期的错误。
  • 安全做法是:在使用free函数释放指针指向的空间之后,将指针的值置为NULL。

语句前加入以下两行语句:

 free(p);
 p=NULL;
* 注意:使用malloc函数分配的堆空间在程序结束之前必须释放。*


3. calloc函数

  calloc函数的功能与malloc函数的功能相似,都是从堆分配内存。其函数声明如下:
  void *calloc(int n,int size);

函数返回值为void型指针。

  • 如果执行成功,函数从堆上获得size X n的字节空间,并返回该空间的首地址。
  • 如果执行失败,函数返回NULL。
  • 该函数与malloc函数的一个显著不同时是,calloc函数得到的内存空间是经过初始化的,其内容全为0。calloc函数适合为数组申请空间,可以将size设置为数组元素的空间长度,将n设置为数组的容量。
* 提示:calloc函数的分配的内存也需要自行释放。*

4. realloc函数

realloc函数的功能比malloc函数和calloc函数的功能更为丰富,
可以实现内存分配和内存释放的功能,其函数声明如下:
 void * realloc(void * p,int n);
  • 指针p必须为指向堆内存空间的指针,即由malloc函数、calloc函数或realloc函数分配空间的指针。
  • realloc函数将指针 p指向的内存块的大小改变为n字节。
  • 如果n小于或等于p之前指向的空间大小,那么。保持原有状态不变。
  • 如果n大于原来p之前指向的空间大小,那么,系统将重新为p从堆上分配一块大小为n的内存空间,同时,将原来指向空间的内容依次复制到新的内存空间上,p之前指向的空间被释放。
  • relloc函数分配的空间也是未初始化的。
注意:使用malloc函数,calloc函数和realloc函数分配的内存空间都要使用free函数或指针参数为NULL的realloc函数来释放。
注意:如果要使用realloc函数分配的内存,必须使用memset函数对其内存初始化


下面要注意的几点是:

函数malloc()和calloc()都可以用来动态分配内存空间。

  • malloc()函数有一个参数,即分配的内存空间的大小,malloc在分配内存的时候会保留一定的空间用来记录分配情况,分配的次数越多,这些记录占用的空间就越多。另外,根据malloc实现策略的不同,malloc每次在分配的时候,可能分配的空间比实际要求的多些,多次分配会导致更多的这种浪费,当然,这些都跟malloc的实现有关;
  • calloc()函数有两个参数,分别为元素的个数和每个元素的大小,这两个参数的乘积就是要分配的内存空间的大小。如果调用成功,它们都将返回所分配内存空间的首地址。
  • 函数malloc()和calloc()的主要区别是前者不能初始化所分配的内存空间,而后者可以。
  • relloc()可以对给定的指针所指的空间进行扩大或者缩小,无论是扩张或者缩小,原有内存中的内容将保持不变。当然,对于缩小,则被缩小的那一部分的内容会丢失。
  • relloc()并不保证调整后的内存空间和原来的内存空间保持同一内存地址,相反,relloc返回的指针很可能指向一个新地址。所以在代码中,我们必须将relloc的返回值,重新赋值给p:
    p=(int *) relloc (p,sizeof(int)*15);


malloc()函数用来分配内存:将总共需要的字节数作为参数传递给该函数,返回值是指向最新分配的内存的指针,而如果内存没有分配好,则返回值是NULL。
malloc()的使用:
  some_type *pointer;
  pointer = malloc(count *
  sizeof(*pointer));

注:
(1) 这个方法保证malloc()会分配正确数量的内存,而不用考虑pointer的生命。如果pointer的类型后来变了,sizeof算子自动确保要分配的字节数仍然正确。

(2) malloc()返回的内存是“没有“初始化的。这块内存可能包含任何随机的垃圾,你可以马上用有效数据或者至少是用零来初始化这块内存。要用0初始化,可以用

void *memset(void *s, int c,
size_t n);

(3) malloc()最终通过缺页异常获取的物理内存中的原有数据,大多数情况下是0(但不能保证一定是0)



calloc()函数是malloc的简单包装。它的主要优点是把动态分配的内存清零。
void *calloc(size_t nmemb,
size_t size);

有经验的程序员更喜欢使用calloc(),因为这样的话新分配内存的内容就不会有什么问题,调用calloc()肯定会清0,并且可以避免调用memset().



memset
  • 功 能: 将s所指向的某一块内存中的每个字节的内容全部设置为ch指定的ASCII值,

  • 块的大小由第三个参数指定,这个函数通常为新申请的内存做初始化工作
     用 法:

     void *memset(void *s, char ch, unsigned n);
    

代码示例 :

   buffer[] ="Hello world\n";
   printf("没有memset处理之前: %s\n", buffer);
   memset(buffer,  '*' , strlen(buffer) );
   printf("memset处理之后: %s\n", buffer);

输出结果:
没有memset处理之前 : Hello world
memset处理之后:************

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