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[C++知识库]C语言简介之 堆内存的使用、管理机制、要注意的问题,用堆内存定义二维数组

什么是堆内存:

??是进程的一个内存段(test\data\bss\heap\stack),由程序员手动管理的。
特点是足够大,缺点是使用比较麻烦

为什么使用堆内存:

1、随着程序的复杂数据量变多
2、其它的内存段的申请和释放不受控制,堆内存的申请释放是由程序员控制

如何使用堆内存:

注意:C语言没有控制管理堆内存的语句,只能使用标准C库中的函数

#include <stdlib.h>

void * malloc(size_t size);
功能:从堆内存中申请size个字节的内存,申请的内存存储的是什么内容不确定
返回值:申请成功后返回该内存的首地址,失败返回NULL

void free(void * ptr);
功能:释放一块堆内存,不能重复释放、不能释放非法地址,但是可以释放NULL
注意:释放的仅仅是使用权,但是里面的数据不会全部清理,只会清理前4个字节为0

void * calloc(size_t nmemb, size_t size);
功能:申请一块mmenb块,每块size个字节的堆内存,申请的内存会被全部初始化为0
注意: 申请到的依然是一块连续的内存

void * realloc(void * ptr, size_t size);
功能: 改变已有内存块的大小
ptr: 要调整的内存块的首地址
size: 调整后的字节大小
返回值: 返回的是调整后的内存块的首地址,一定要重新接受返回值,因为可能不是原基础上进行调整。
如果无法在原基础上调整:
??1、申请成一块新的符合要求的内存块
??2、把原内存块中的内容拷贝进去
??3、把原内存释放并返回新内存块的首地址

malloc的内存管理机制:

??当首次向malloc申请内存时,malloc会向操作系统申请内存,操作系统会直接分配33页(1页=4096字节)内存交给malloc管理,但是不意味着可以越界访问,因为malloc会把使用权分配给"别人",此时就会产生脏数据

??每个内存块之间一定会有一些间隙(12~4字节),这些空隙一些是为了内存对齐,其中一定有4个字节记录malloc的维护信息,这些维护信息决定了下次分配内存的位置,还可以借助这些位置计算出每个内存块的大小,如果这些维护信息被破坏就会影响下次的malloc、free函数的调用

使用堆内存需要注意的问题:

内存泄漏:

??内存无法再使用,又无法释放,而再次使用只能重新申请,然后重复以上过程,日积月累后系统中可用的内存就会越来越少
注意: 程序一旦结束属于它的所有资源都会被操作系统回收
如何避免内存泄漏:
??谁申请,谁释放
??谁知道该怎么释放谁释放

如何定位内存泄漏:
1、查看内存的使用情况
(win 任务管理器 ??Linux ps -aux)
2、分析代码,分析代码的工具检查malloc的调用情况
3、封装malloc、free,记录申请、释放的信息到日志中

内存碎片:

??已经释放但无法继续使用的内存叫内存碎片,由于申请和释放的时间不协调导致的,是无法避免的只能尽量减少

如何尽量减少内存碎片:
??1、尽量使用栈内存
??2、不要频繁地申请和释放内存
??3、尽量申请大块的内存自己管理
内存清理函数:

#include <strings.h>
void bzero(void * s, size_t n);
功能:把一块内存清理为0
s:内存块的首地址
n:内存块的字节数

#include <string.h>
void * memset(void * s, int c, size_t n);
功能:对内存块按字节设置为c
s:内存块的首地址
c:想要设置成的ASCII码值
n:内存块的字节数
返回值:设置成功后的内存首地址

堆内存定义二维数组:

指针数组: 定义nm的二维数组
类型
arr[n]={};
??for(int i=0;i<n;i++)
??{
??arr[i]=malloc(sizrof(类型)*m);
??//容易产生内存碎片
??}
注意:每行的m值可以不同,申请出的不规则的二维数组

数组指针:
类型(*arrp)[m]=malloc(sizeof(类型) * m * n);
注意:所谓的多维数组都是一维数组模拟的
//对内存要求高

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加:2021-07-28 23:14:16  更:2021-07-28 23:14:25 
 
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