C語言動態記憶體分配

• 2019 年 10 月 27 日
• 筆記

C動態記憶體分配

數組是固定數量的值的集合，在聲明數組的大小之後，無法更改。有時，數組大小可能不夠，就需要動態擴容。解決此問題，可以在運行時手動分配記憶體。這在C編程中稱為動態記憶體分配。

動態分配存儲器涉及到的庫函數有

• malloc()

• calloc()

• realloc()

• free()

這些函數在<stdlib.h>頭文件中定義。

1.malloc（）

名稱「 malloc」代表記憶體分配，memory allocation。

該malloc()函數保留指定位元組數的記憶體塊。並且，它返回一個指針的void可鑄造成任何形式的指針。

malloc（）的語法

ptr = (castType*) malloc(size);

例

ptr = (int*) malloc(100 * sizeof(float));

上面的語句分配了400個位元組的記憶體。這是因為float的大小為4個位元組。並且，指針ptr保存分配的存儲器中的第一個位元組的記憶體地址。

如果無法分配記憶體，則表達式將產生一個NULL指針。

2.calloc（）

名稱「 calloc」代表連續分配，contiguous allocation。

malloc()函數分配記憶體，但不初始化記憶體。而calloc() 函數分配記憶體並將所有位初始化為零。

calloc（）的語法

ptr = (castType*)calloc(n, size);

例：

ptr = (float*) calloc(25, sizeof(float));

上面的語句為float類型的25個元素在記憶體中分配了連續的空間。

3.free（）

使用calloc()或malloc()不單獨釋放創建的動態分配記憶體，必須明確使用free()釋放空間。

free（）的語法

free(ptr);

該語句釋放由指向的記憶體中分配的空間ptr。

示例1： malloc（）和free（）

// Program to calculate the sum of n numbers entered by the user  #include <stdio.h>  #include <stdlib.h>  int main()  {      int n, i, *ptr, sum = 0;      printf("Enter number of elements: ");      scanf("%d", &n);      ptr = (int*) malloc(n * sizeof(int));        // if memory cannot be allocated      if(ptr == NULL)      {          printf("Error! memory not allocated.");          exit(0);      }      printf("Enter elements: ");      for(i = 0; i < n; ++i)      {          scanf("%d", ptr + i);          sum += *(ptr + i);      }      printf("Sum = %d", sum);        // deallocating the memory      free(ptr);      return 0;  }

在這裡，我們已為n個數字動態分配了記憶體

示例2： calloc（）和free（）

// Program to calculate the sum of n numbers entered by the user  #include <stdio.h>  #include <stdlib.h>  int main()  {      int n, i, *ptr, sum = 0;      printf("Enter number of elements: ");      scanf("%d", &n);      ptr = (int*) calloc(n, sizeof(int));      if(ptr == NULL)      {          printf("Error! memory not allocated.");          exit(0);      }      printf("Enter elements: ");      for(i = 0; i < n; ++i)      {          scanf("%d", ptr + i);          sum += *(ptr + i);      }      printf("Sum = %d", sum);      free(ptr);      return 0;  }

4.realloc（）

如果動態分配的記憶體不足或超出要求，則可以使用該realloc()功能更改以前分配的記憶體的大小。

realloc（）的語法

ptr = realloc(ptr, x);

在這裡，ptr以新的大小x重新分配。

示例3： realloc（）

#include <stdio.h>  #include <stdlib.h>  int main()  {      int *ptr, i , n1, n2;      printf("Enter size: ");      scanf("%d", &n1);      ptr = (int*) malloc(n1 * sizeof(int));      printf("Addresses of previously allocated memory: ");      for(i = 0; i < n1; ++i)           printf("%un",ptr + i);      printf("nEnter the new size: ");      scanf("%d", &n2);      // rellocating the memory      ptr = realloc(ptr, n2 * sizeof(int));      printf("Addresses of newly allocated memory: ");      for(i = 0; i < n2; ++i)           printf("%un", ptr + i);        free(ptr);      return 0;  }

運行該程式時，輸出為：

輸入大小：2  先前分配的記憶體的地址：26855472  26855476    輸入新的尺寸：4  新分配的記憶體地址：26855472  26855476  26855480  26855484