C C++语言变量声明内存分配
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c语言malloc函数的用法C语言中的malloc函数是非常常用的一个动态内存分配函数,它可以在程序运行时动态地分配指定字节数的内存空间,并返回指向该内存空间的指针。
在本篇文章中,我们将详细介绍malloc函数的用法,从基本概念开始,逐步回答相关问题,以帮助读者更好地理解和使用malloc函数。
一、基本概念1. 什么是动态内存分配?在程序运行时,静态内存分配是在编译时为变量分配内存空间,而动态内存分配是在程序运行时根据需要动态分配内存空间。
动态内存分配允许我们根据实际需求在程序运行过程中分配和释放内存空间,更加灵活地管理内存。
2. 为什么需要动态内存分配?动态内存分配在以下情况下非常有用:- 不知道需要多少内存,需要根据运行时情况来决定分配内存的大小。
- 需要在函数间共享大量数据,而不希望通过函数参数传递数据。
- 需要在程序的生命周期内分配和释放内存空间。
3. 什么是malloc函数?malloc函数是C语言中的动态内存分配函数之一,它的原型定义在stdlib.h头文件中,函数声明如下:cvoid* malloc(size_t size);该函数接受一个size_t类型的参数,表示需要分配的字节数,返回一个void类型的指针,指向分配的内存空间的起始地址。
二、malloc函数的用法1. 如何使用malloc函数进行内存分配?使用malloc函数进行内存分配的步骤如下:- 包含头文件:在程序中使用malloc函数之前,需要包含stdlib.h头文件。
- 调用malloc函数:使用malloc函数时,需要传入一个size_t类型的参数,表示需要分配的字节数。
函数会在堆内存中分配指定大小的连续内存空间,并返回指向该内存空间的起始地址。
- 检查分配是否成功:由于malloc函数可能无法分配所需大小的内存空间,因此在使用分配得到的内存之前,需要检查返回的指针是否为NULL。
如果指针为NULL,表示分配失败;反之,表示分配成功。
C语⾔中变量的声明和定义变量声明和变量定义变量定义:⽤于为变量分配存储空间,还可为变量指定初始值。
程序中,变量有且仅有⼀个定义。
变量声明:⽤于向程序表明变量的类型和名字。
定义也是声明,extern声明不是定义定义也是声明:当定义变量时我们声明了它的类型和名字。
extern声明不是定义:通过使⽤extern关键字声明变量名⽽不定义它。
[注意]变量在使⽤前就要被定义或者声明。
在⼀个程序中,变量只能定义⼀次,却可以声明多次。
定义分配存储空间,⽽声明不会。
C++程序通常由许多⽂件组成,为了让多个⽂件访问相同的变量,C++区分了声明和定义。
变量的定义(definition)⽤于为变量分配存储空间,还可以为变量指定初始值。
在程序中,变量有且仅有⼀个定义。
声明(declaration)⽤于向程序表明变量的类型和名字。
定义也是声明:当定义变量的时候我们声明了它的类型和名字。
可以通过使⽤extern声明变量名⽽不定义它。
不定义变量的声明包括对象名、对象类型和对象类型前的关键字extern。
extern声明不是定义,也不分配存储空间。
事实上它只是说明变量定义在程序的其他地⽅。
程序中变量可以声明多次,但只能定义⼀次。
只有当声明也是定义时,声明才可以有初始化式,因为只有定义才分配存储空间。
初始化式必须要有存储空间来进⾏初始化。
如果声明有初始化式,那么它可被当作是定义,即使声明标记为extern。
任何在多⽂件中使⽤的变量都需要有与定义分离的声明。
在这种情况下,⼀个⽂件含有变量的定义,使⽤该变量的其他⽂件则包含该变量的声明(⽽不是定义)。
如何清晰的区分变量声明和定义extern通知编译器变量在其他地⽅被定义1.extern告诉编译器变量在其他地⽅定义了。
例如:extern int i;//声明,不是定义int i;//声明,也是定义,未初始化带有初始化式的声明必定式定义2.如果声明有初始化式,就被当作定义,即使前⾯加了extern。
c语言中malloc函数的用法一、什么是malloc函数malloc函数是C语言中的一种动态内存分配函数。
它可以在程序运行时动态地分配内存空间,使程序具有更大的灵活性和可扩展性。
二、malloc函数的语法void *malloc(size_t size);其中,size_t是无符号整数类型,表示要分配的内存空间大小,单位为字节。
void *是指向void类型的指针,表示返回值为一个指向分配内存空间首地址的指针。
三、如何使用malloc函数1. 分配内存空间使用malloc函数可以在程序运行时动态地分配内存空间。
例如,下面的代码片段可以申请一个大小为10个整形变量大小(即40个字节)的连续内存空间,并将其首地址赋给指针变量p:int *p;p = (int *) malloc(10 * sizeof(int));其中,sizeof(int)表示一个整形变量所占用的字节数。
2. 释放内存空间在程序运行过程中,如果不再需要某个已经申请过的动态内存空间,则应该将其释放以便其他程序使用。
释放内存空间可以使用free函数。
例如:free(p);其中,p是之前申请过的动态内存空间首地址。
3. 检查是否成功分配了内存由于动态分配内存在运行时才进行,因此可能会出现分配内存失败的情况。
为了避免程序在使用未成功分配的内存空间时出现错误,应该在使用malloc函数后检查是否成功分配了内存空间。
例如:int *p;p = (int *) malloc(10 * sizeof(int));if(p == NULL){printf("Failed to allocate memory.");exit(1);}如果malloc函数返回值为NULL,则说明分配内存失败。
4. 动态调整已经申请过的内存空间大小有时候,我们需要动态地调整已经申请过的内存空间大小。
这可以使用realloc函数实现。
例如:int *p;p = (int *) malloc(10 * sizeof(int));// 假设我们需要将p指向的动态数组大小扩展到20个整形变量p = (int *) realloc(p, 20 * sizeof(int));其中,realloc函数第一个参数是之前申请过的动态内存空间首地址,第二个参数是要扩展到的新数组大小。
c语⾔中static变量详解Static翻译出来是“静态”“静⽌”的意思,在C语⾔中的意思其实和它的本意差不多,表⽰“静态”或者“全局”的意思,⽤来修饰变量和函数。
经static修饰过后的变量或者函数的作⽤域或者存储域会发⽣变化,⽽由static修饰的变量在初始值⽅⾯也会表现出static关键字的优势。
想知道经static修饰过后的变量或者函数的作⽤域或者存储域发⽣了什么变化吗,发⽣变化的原因是什么吗?请⼤家继续往下看!⼀、c程序的内存分布既然static是⽤来修饰变量和函数的,⽽变量和函数⼜是组成c程序必不可少的,C程序的内存分布图如下。
C程序由下⾯5部分组成: 1)正⽂段——CPU执⾏的机器指令部分;⼀个程序只有⼀个副本;只读,防⽌程序由于意外事故⽽修改⾃⾝指令; 2)初始化数据段(数据段)——在程序中所有赋了初值的全局变量,存放在这⾥。
3)⾮初始化数据段(bss段)——在程序中没有初始化的全局变量;内核将此段初始化为0。
4)栈——增长⽅向:⾃顶向下增长;⾃动变量以及每次函数调⽤时所需要保存的信息(返回地址;环境信息)。
5)堆——动态存储区。
是向⾼地址扩展的数据类型,是⾃下向上的扩展⽅式。
c程序内存分布图上⾯的C程序分布图很明显的告诉我们,变量是存储在栈区或者堆区或者bss段或者data段,变量的存储域为什么会有所不同呢?其实原因很简单,说⽩了就是与他们定义在程序的不同地⽅,有没有static关键字修饰有关啦,定义在不同的地⽅也说明了他们有着不同的作⽤域。
⼆、static修饰的变量1. 全局静态变量 在全局变量之前加上关键字static,全局变量就被定义成为⼀个全局静态变量。
1)内存中的位置:静态存储区(静态存储区在整个程序运⾏期间都存在) 2)初始化:未经初始化的全局静态变量会被程序⾃动初始化为0(⾃动对象的值是任意的,除⾮他被显⽰初始化) 3)作⽤域:全局静态变量在声明他的⽂件之外是不可见的。
c语言外部变量声明技巧-回复C语言外部变量声明技巧在C语言中,外部变量是指在所有函数之外声明的变量,这些变量可以在程序的任何地方使用。
外部变量在程序的不同部分之间共享数据,因此在使用它们时需要一些特殊的声明技巧。
本文将逐步解释外部变量的声明以及如何正确使用它们。
一、什么是外部变量?在C语言中,有三种变量作用域:局部变量、全局变量和外部变量。
局部变量的作用域仅限于声明它的函数内部;全局变量的作用域从声明它的位置开始,到程序的末尾,可以在程序的任何地方使用;而外部变量与全局变量类似,也可以在程序的任何地方使用,但其作用域没有全局变量那么广泛,它仅限于当前文件。
二、外部变量的声明外部变量的声明需要使用关键字"extern"加以标识。
下面是一个示例:cextern int count;上述代码表明我们正在声明一个名为"count"的外部变量,类型为int。
这个声明表明,该变量在其他地方定义,在本文件中只是进行了声明,这意味着我们可以在本文件中使用该外部变量,而不需要在此处进行定义。
三、外部变量的定义定义外部变量的方式与全局变量的定义相同。
下面是一个示例:cint count;上述代码显示了如何定义一个名为"count"的外部变量,其类型为int。
这意味着我们正在为这个变量分配内存空间并初始化它。
四、使用外部变量在使用外部变量时,我们需要注意以下几点:1. 外部变量的作用域仅限于当前文件。
这意味着,如果我们在其他文件中声明了一个与当前文件中的外部变量同名的变量,那么它们不会相互干扰,它们是不同的变量。
2. 外部变量的声明与定义必须吻合。
这意味着,我们在声明外部变量时,必须使用相同的类型和变量名。
否则,会导致编译错误。
3. 外部变量的初始化只能在定义时进行。
这是因为外部变量的定义实际上是分配内存空间的过程,所以我们只能在定义它们时进行初始化。
五、使用头文件当我们在多个文件中使用外部变量时,为了方便管理和避免重复代码,我们可以使用头文件来声明外部变量。
C语言技术的使用方法解析及示范C语言作为一种高级编程语言,在计算机科学领域具有广泛的应用。
它的简洁性和高效性使得它成为许多程序员的首选语言。
本文将对C语言技术的使用方法进行解析,并通过示范来进一步说明。
一、C语言的基本语法和数据类型C语言的基本语法包括变量声明、赋值语句、条件语句、循环语句等。
变量声明用于定义变量的类型和名称,赋值语句用于给变量赋初值。
条件语句和循环语句则用于控制程序的执行流程。
C语言支持多种数据类型,包括整型、浮点型、字符型等。
整型可以存储整数值,浮点型可以存储小数值,字符型可以存储字符。
在声明变量时,需要指定变量的数据类型,以便在内存中分配相应的空间。
二、C语言的函数和库函数的使用函数是C语言程序的基本组成部分,它用于封装一段可重复使用的代码。
通过函数,可以将程序分割成多个模块,提高代码的可读性和可维护性。
C语言提供了许多库函数,可以方便地进行文件操作、字符串处理、数学计算等。
例如,stdio.h库函数提供了标准输入输出函数,可以实现从键盘读取输入和向屏幕输出;string.h库函数提供了字符串处理函数,可以实现字符串的拷贝、连接等操作。
三、C语言的指针和内存管理指针是C语言中的一个重要概念,它用于存储变量的内存地址。
通过指针,可以直接访问和修改变量的值,提高程序的效率。
在使用指针时,需要注意内存管理的问题。
C语言中没有自动垃圾回收机制,程序员需要手动分配和释放内存空间。
通过malloc()函数可以动态分配内存,通过free()函数可以释放内存。
四、C语言的结构体和文件操作结构体是一种用户自定义的数据类型,可以将多个不同类型的变量组合在一起,形成一个新的数据类型。
通过结构体,可以更好地组织和管理数据。
C语言提供了文件操作函数,可以实现文件的读写操作。
通过fopen()函数可以打开文件,通过fread()函数可以读取文件内容,通过fwrite()函数可以写入文件内容,通过fclose()函数可以关闭文件。
c语言存储数据的方式C语言是一种广泛应用于计算机科学领域的编程语言,它提供了多种存储数据的方式。
本文将介绍几种常见的C语言数据存储方式,包括变量、数组、结构体、枚举和指针。
1. 变量变量是C语言中最基本的数据存储方式。
通过声明变量可以为不同类型的数据分配内存空间,并可以对其进行读取和修改。
常见的变量类型包括整型、浮点型、字符型等。
例如,可以使用int型变量来存储整数,float型变量来存储浮点数,char型变量来存储字符。
2. 数组数组是一种按顺序存储相同类型数据的集合。
通过声明数组可以在内存中分配一块连续的空间来存储数据。
数组的元素可以通过索引访问,索引从0开始。
例如,可以使用int型数组来存储一组整数,float型数组来存储一组浮点数,char型数组来存储一组字符。
3. 结构体结构体是一种自定义的数据类型,可以将多个不同类型的数据组合在一起。
通过声明结构体可以定义一个包含多个成员的数据结构,并可以为每个成员分配内存空间。
结构体的成员可以通过.运算符来访问。
例如,可以使用struct关键字定义一个学生结构体,包含姓名、年龄和成绩等成员。
4. 枚举枚举是一种自定义的数据类型,用于定义一组相关的常量。
通过声明枚举可以为每个常量分配一个整数值,并可以使用这些常量来表示特定的状态或选项。
例如,可以使用enum关键字定义一个颜色枚举,包含红、绿、蓝等常量。
5. 指针指针是一种特殊的变量,用于存储内存地址。
通过声明指针可以指向其他变量或数据结构的内存地址,并可以通过解引用操作符*来访问指针所指向的值。
指针在C语言中常用于动态内存分配和函数传参等场景。
例如,可以使用int型指针来存储一个整数变量的内存地址,char型指针来存储一个字符数组的内存地址。
总结起来,C语言提供了多种灵活的数据存储方式,包括变量、数组、结构体、枚举和指针。
合理选择不同的数据存储方式可以根据实际需求来提高程序的效率和可读性。
在实际编程中,根据数据类型和数据结构的特点,选择合适的存储方式是非常重要的。
一.C语言中,从变量的作用域角度来分,可以分为全局变量和局部变量。
二.变量值存在的时间角度来分,可以分为静态存储方式和动态存储方式。
所谓静态存储方式是指在程序运行期间有系统分配固定的存储空间的方式。
而动态存储方式则是在程序运行期间根据需要进行动态的分配存储空间的方式。
具体包含4种:自动的(auto),静态的(static),寄存器的(register),外部的(extern)。
1. 自动的(auto)在调用函数时系统会给他们分配存储空间,在函数调用结束时就自动释放这些存储空间,这类局部变量称为自动变量。
2. 静态的(static)为了满足局部变量的值在函数调用结束后不消失而且保留原值,既占用的存储单元不释放,就出现了静态的局部变量,用static来声明的局部变量。
局部变量的特点:(1)相对自动变量(即动态局部变量),在程序的运行期间都占用静态存储区,直到程序结束才释放该存储区。
(2)静态局部变量只是在程序编译时赋初值,以后每次调用时不再重新赋初值,而只是保留上次函数调用结束时的值。
动态局部变量编译时不赋初值,直到程序调用时才给变量赋值,每次调用都要赋初值。
(3)在定义局部变量时不赋初值的话,则对静态局部变量来说,编译时会自动赋初值0或空字符。
而对动态局部变量,不赋初值则它的值是一个不确定的值,因为动态变量每次都要自动分配存储空间,存储空间的值是不固定的。
(4)静态局部变量在函数调用结束后不释放,但其他函数是不能调用的。
3.寄存器的(register)为了提高程序的执行效率,对一些运算频繁的变量定义为寄存器变量可以节省每次程序执行时的内存读取,大大节省了时间,提高了效率。
寄存器的一些特点:(1)寄存器变量的特点程序运行时分配寄存器存储空间,结束时释放。
这个特点限定了只能把局部自动变量和形式参数定义为寄存器变量。
(2)局部静态变量不能定义为寄存器变量。
4. 外部的(extern)外部变量是在函数的外部定义的全局变量,他的作用是从变量的定义初开始,到本程序文件的末尾。
c语言数据声明的概念在C语言中,数据声明是指在程序中告诉编译器某个变量的类型和名称,以便在程序执行时为该变量分配内存空间。
数据声明是C语言中定义变量或标识符的语句。
以下是关于C语言数据声明的详细介绍:语法:数据声明的一般语法如下:ctype identifier;其中,type 表示变量的数据类型,identifier 是变量的名称。
数据类型:在C语言中,数据类型决定了变量存储的内容以及变量支持的操作。
常见的数据类型包括整数类型(如int)、浮点数类型(如float、double)、字符类型(如char)等。
示例:cint age; // 整数类型的变量声明float salary; // 浮点数类型的变量声明char initial; // 字符类型的变量声明初始化:变量的声明可以包括对其进行初始化的值。
初始化是在声明变量的同时给它一个初始值。
示例:cint count = 0; // 声明整数类型的变量并初始化为0 double pi = 3.14159; // 声明双精度浮点数类型的变量并初始化为3.14159 char grade = 'A'; // 声明字符类型的变量并初始化为'A'作用域:变量的声明也涉及到作用域的概念。
在C语言中,变量可以具有不同的作用域,例如局部变量和全局变量。
局部变量在函数内声明,其作用域仅限于该函数。
全局变量在函数外声明,其作用域涵盖整个程序。
示例:cint globalVar; // 全局变量声明void myFunction() { int localVar; // 局部变量声明// ... }总体而言,数据声明是C语言中定义变量的基本操作,它确定了变量的类型、名称和可能的初始值。
通过声明变量,程序员可以在程序中引入数据并为其分配内存空间,从而在程序执行时存储和操作数据。
c中内存分配与释放(malloc,realloc,calloc,free)函数内容的整理malloc:原型:extern void *malloc(unsigned int num_bytes); 头文件:在TC2.0中可以用malloc.h 或alloc.h (注意:alloc.h 与malloc.h 的内容是完全一致的),而在Visual C++6.0中可以用malloc.h或者stdlib.h。
功能:分配长度为num_bytes字节的内存块返回值:如果分配成功则返回指向被分配内存的指针(此存储区中的初始值不确定),否则返回空指针NULL。
当内存不再使用时,应使用free()函数将内存块释放。
函数返回的指针一定要适当对齐,使其可以用于任何数据对象。
说明:关于该函数的原型,在旧的版本中malloc 返回的是char型指针,新的ANSIC标准规定,该函数返回为void型指针,因此必要时要进行类型转换。
名称解释:malloc的全称是memory allocation,中文叫动态内存分配。
函数声明void *malloc(size_t size); 说明:malloc 向系统申请分配指定size个字节的内存空间。
返回类型是void* 类型。
void* 表示未确定类型的指针。
C,C++规定,void* 类型可以强制转换为任何其它类型的指针。
备注:void* 表示未确定类型的指针,更明确的说是指申请内存空间时还不知道用户是用这段空间来存储什么类型的数据(比如是char还是int或者...)从函数声明上可以看出。
malloc 和new 至少有两个不同: new 返回指定类型的指针,并且可以自动计算所需要大小。
比如:int *p; p = new int; //返回类型为int* 类型(整数型指针),分配大小为sizeof(int); 或:int* parr; parr = new int [100]; //返回类型为int* 类型(整数型指针),分配大小为sizeof(int) * 100; 而malloc 则必须要由我们计算字节数,并且在返回后强行转换为实际类型的指针。
c语言中内存分配的几种方式
在C语言中,内存的管理是非常重要的。
C语言提供了多种内存分配的方式,可以根据不同情况选择不同的方式进行内存分配。
以下是C语言中内存分配的几种方式。
1. 静态内存分配
静态内存分配是在程序编译时就确定了内存的大小和分配位置,这种方式不需要在程序运行时进行内存分配。
在C语言中,静态内存分配可以通过定义全局变量或静态变量来实现。
2. 栈内存分配
栈内存分配是指在函数内部定义的变量所分配的内存。
当函数被调用时,栈被分配一段内存用来存储函数的局部变量,当函数返回时,这段内存会被释放。
栈内存分配的好处是速度快,但是分配的内存大小受限于栈的大小。
3. 堆内存分配
堆内存分配是指程序在运行时通过malloc()函数或calloc()函数动态分配内存。
堆内存的好处是大小灵活,但是需要手动释放,否则容易出现内存泄漏的问题。
4. 内存映射文件
内存映射文件是指将一个文件映射到内存中,使得程序可以直接访问文件中的数据。
在C语言中,可以使用mmap()函数将文件映射到内存中。
总结
在C语言中,内存的管理是非常重要的。
根据不同的情况可以选择不同的内存分配方式,如静态内存分配、栈内存分配、堆内存分配和内存映射文件等。
合理的内存管理可以提高程序的性能和稳定性。
C 语言语法格式是一种基于堆栈的程序设计语言,它允许用户定义变量、执行操作、控制程序流程,并创建复杂的程序。
下面是 C 语言语法格式的介绍:1. 变量声明和定义:在 C 语言中,变量被声明和定义为具有特定类型的值的容器。
在声明变量时,需要为其指定类型,例如 int 类型、char 类型等。
在定义变量时,需要使用关键字“int”、“char”等来声明变量,并为其分配内存空间。
2. 表达式和语句:C 语言支持多种表达式和语句,例如赋值语句、运算符、条件语句、循环语句等。
在 C 语言中,表达式由操作符和操作数组成,例如“a = 3 + 4”。
语句是 C 语言的最小执行单位,例如“if (a < 5)”是一个条件语句。
3. 控制结构:C 语言提供了多种控制结构,例如 if 语句、for 循环、while 循环等。
这些结构可以帮助用户控制程序的流程,从而实现复杂的程序逻辑。
4. 函数:C 语言允许用户定义函数,这些函数可以用来实现特定的功能,并被其他程序调用。
在 C 语言中,函数可以返回值,并可以接受参数。
5. 数组和指针:C 语言支持数组和指针,这些数据类型可以帮助用户处理大量数据。
数组是一种连续的数据存储,而指针则是一种指向内存地址的变量。
6. 字符和字符串处理:C 语言提供了字符和字符串处理函数,这些函数可以帮助用户处理字符和字符串。
例如,C 语言提供了strcpy()、strcat() 等函数来处理字符串。
7. 结构和联合:C 语言支持结构和联合,这些数据类型可以帮助用户定义复杂的数据结构。
结构是一种包含不同类型字段的数据类型,而联合是一种包含不同类型字段的数据类型,但是这些字段可以共享同一内存空间。
8. 文件操作:C 语言提供了文件操作函数,这些函数可以帮助用户读写文件。
例如,C 语言提供了 fopen()、fclose() 等函数来打开和关闭文件。
9. 编译和链接:C 语言需要经过编译和链接才能生成可执行文件。
C语⾔变量及数据类型详解变量变量(variable)可以理解成⼀块内存区域的名字。
通过变量名,可以引⽤这块内存区域,获取⾥⾯存储的值。
由于值可能发⽣变化,所以称为变量,否则就是常量了。
变量名变量名在 C 语⾔⾥⾯属于标识符(identifier),命名有严格的规范。
只能由字母(包括⼤写和⼩写)、数字和下划线(_)组成。
不能以数字开头。
长度不能超过63个字符。
下⾯是⼀些⽆效变量名的例⼦。
$zjj**p2catHot-tabtax ratedon't上⾯⽰例中,每⼀⾏的变量名都是⽆效的。
变量名区分⼤⼩写,star、Star、STAR都是不同的变量。
并⾮所有的词都能⽤作变量名,有些词在 C 语⾔⾥⾯有特殊含义(⽐如int),另⼀些词是命令(⽐如continue),它们都称为关键字,不能⽤作变量名。
另外,C 语⾔还保留了⼀些词,供未来使⽤,这些保留字也不能⽤作变量名。
下⾯就是 C 语⾔主要的关键字和保留字。
auto, break, case, char, const, continue, default, do, double, else, enum, extern, float, for, goto, if, inline, int, long, register,restrict, return, short, signed, sizeof, static, struct, switch, typedef, union, unsigned, void, volatile, while另外,两个下划线开头的变量名,以及⼀个下划线 + ⼤写英⽂字母开头的变量名,都是系统保留的,⾃⼰不应该起这样的变量名。
变量的声明C 语⾔的变量,必须先声明后使⽤。
如果⼀个变量没有声明,就直接使⽤,会报错。
每个变量都有⾃⼰的类型(type)。
声明变量时,必须把变量的类型告诉编译器。
int height;上⾯代码声明了变量height,并且指定类型为int(整数)。
C语言内存分配函数1. 概述在C语言中,内存是一种非常重要的资源。
程序在运行过程中需要使用内存来存储变量、数据结构和函数调用栈等信息。
为了有效地管理内存,C语言提供了一些内存分配函数,开发者可以使用这些函数来分配和释放内存。
2. 内存分配函数的作用内存分配函数的主要作用是在程序运行时动态地分配内存空间。
这样,程序可以根据需要在运行时创建和销毁变量和数据结构,而不需要事先知道它们的大小。
3. 常用的内存分配函数C语言提供了几个常用的内存分配函数,包括malloc、calloc、realloc和free。
3.1 malloc函数malloc函数用于分配指定大小的内存空间,并返回一个指向该内存空间的指针。
其函数原型如下:void* malloc(size_t size);其中,size参数指定要分配的内存大小,单位是字节。
如果分配成功,malloc函数返回一个指向分配内存的指针;如果分配失败,则返回NULL。
3.2 calloc函数calloc函数用于分配指定数量和大小的连续内存空间,并返回一个指向该内存空间的指针。
其函数原型如下:void* calloc(size_t num, size_t size);其中,num参数指定要分配的元素数量,size参数指定每个元素的大小,单位是字节。
calloc函数会将分配的内存空间初始化为零。
如果分配成功,calloc函数返回一个指向分配内存的指针;如果分配失败,则返回NULL。
3.3 realloc函数realloc函数用于重新分配已分配内存的大小,并返回一个指向新分配内存的指针。
其函数原型如下:void* realloc(void* ptr, size_t size);其中,ptr参数是一个指向已分配内存的指针,size参数指定重新分配的内存大小,单位是字节。
realloc函数会尝试在原来的内存块上扩大或缩小内存大小。
如果分配成功,realloc函数返回一个指向新分配内存的指针;如果分配失败,则返回NULL。
c语言注意事项C语言是一种广泛应用于系统编程和嵌入式开发领域的计算机编程语言,其具有高效、灵活等特点。
然而,在编写C语言程序时,也需要注意一些细节和注意事项,以确保程序的安全性和可靠性。
以下是一些需要注意的事项:1. 变量声明和初始化在使用变量之前,要先声明它们的类型,并进行初始化。
未初始化的变量将具有随机的值,可能导致程序错误。
2. 内存管理在C语言中,手动管理内存是很重要的。
在使用动态分配的内存(例如使用malloc函数)之后,必须使用free函数来释放内存。
否则,会导致内存泄漏。
3. 数组越界在使用数组时,要确保不超过数组的边界。
访问超出数组范围的元素可能会导致内存错误,从而导致程序崩溃或产生未定义的行为。
4. 指针使用指针是C语言中的重要概念,但同时也容易引发错误。
必须确保指针在使用前被初始化,并且在使用指针之前,要进行有效性检查,以避免空指针引起的错误。
5. 字符串处理在C语言中,字符串是以字符数组的形式表示的。
在处理字符串时,要注意字符串的长度,并确保在使用字符串函数(如strcpy、strcat等)时不会导致缓冲区溢出。
6. 错误处理在编写C语言程序时,应该预料到可能出现的错误,并使用适当的错误处理机制来应对。
可以使用错误代码、异常处理等方式来处理错误情况,以确保程序的可靠性。
7. 注释和代码风格为了增强代码的可读性和可维护性,应该为代码添加适当的注释,解释代码的功能和思路。
同时,采用一致的代码风格和命名规范,并保持良好的缩进和清晰的结构。
8. 循环和递归在使用循环和递归时,要确保终止条件的正确性,并避免进入无限循环状态。
同时,要注意循环和递归的性能问题,避免过多的迭代或递归调用,导致程序效率低下。
9. 数值溢出和类型转换在进行数值计算时,要注意数据类型的选择和类型转换的正确性。
过大或过小的数值可能导致溢出,从而导致错误的结果。
10. 并发和线程安全在多线程环境下,要考虑并发访问共享资源的安全性问题。
C/C++语言变量声明内存分配2010-11-08 07:10:20| 分类:编程|字号订阅一个由c/C++编译的程序占用的内存分为以下几个部分1、栈区(stack)—程序运行时由编译器自动分配,存放函数的参数值,局部变量的值等。
其操作方式类似于数据结构中的栈。
程序结束时由编译器自动释放。
2、堆区(heap)—在内存开辟另一块存储区域。
一般由程序员分配释放,若程序员不释放,程序结束时可能由OS回收。
注意它与数据结构中的堆是两回事,分配方式倒是类似于链表,呵呵。
3、全局区(静态区)(static)—编译器编译时即分配内存。
全局变量和静态变量的存储是放在一块的,初始化的全局变量和静态变量在一块区域,未初始化的全局变量和未初始化的静态变量在相邻的另一块区域。
- 程序结束后由系统释放4、文字常量区—常量字符串就是放在这里的。
程序结束后由系统释放5、程序代码区—存放函数体的二进制代码。
例子程序这是一个前辈写的,非常详细//main.cppint a = 0; 全局初始化区char *p1; 全局未初始化区main(){int b;// 栈char s[] = "abc"; //栈char *p2; //栈char *p3 = "123456"; //"123456/0"在常量区,p3在栈上。
static int c =0;//全局(静态)初始化区p1 = (char *)malloc(10);p2 = (char *)malloc(20);//分配得来得10和20字节的区域就在堆区。
strcpy(p1, "123456"); //123456/0放在常量区,编译器可能会将它与p3所指向的"123456"优化成一个地方。
}===============C语言程序的内存分配方式1.内存分配方式内存分配方式有三种:[1]从静态存储区域分配。
内存在程序编译的时候就已经分配好,这块内存在程序的整个运行期间都存在。
例如全局变量,static变量。
[2]在栈上创建。
在执行函数时,函数内局部变量的存储单元都可以在栈上创建,函数执行结束时这些存储单元自动被释放。
栈内存分配运算内置于处理器的指令集中,效率很高,但是分配的内存容量有限。
[3]从堆上分配,亦称动态内存分配。
程序在运行的时候用malloc或new申请任意多少的内存,程序员自己负责在何时用free或delete释放内存。
动态内存的生存期由程序员决定,使用非常灵活,但如果在堆上分配了空间,就有责任回收它,否则运行的程序会出现内存泄漏,频繁地分配和释放不同大小的堆空间将会产生堆内碎块。
2.程序的内存空间一个程序将操作系统分配给其运行的内存块分为4个区域,如下图所示。
一个由C/C++编译的程序占用的内存分为以下几个部分,1、栈区(stack)—由编译器自动分配释放,存放为运行函数而分配的局部变量、函数参数、返回数据、返回地址等。
其操作方式类似于数据结构中的栈。
2、堆区(heap)—一般由程序员分配释放,若程序员不释放,程序结束时可能由OS回收。
分配方式类似于链表。
3、全局区(静态区)(static)—存放全局变量、静态数据、常量。
程序结束后由系统释放。
4、文字常量区—常量字符串就是放在这里的。
程序结束后由系统释放。
5、程序代码区—存放函数体(类成员函数和全局函数)的二进制代码。
下面给出例子程序,int a = 0; //全局初始化区char *p1; //全局未初始化区int main() {int b; //栈char s[] = "abc"; //栈char *p2; //栈char *p3 = "123456"; //123456在常量区,p3在栈上。
static int c =0;//全局(静态)初始化区p1 = new char[10];p2 = new char[20];//分配得来得和字节的区域就在堆区。
strcpy(p1, "123456"); //123456放在常量区,编译器可能会将它与p3所指向的"123456"优化成一个地方。
}3.堆与栈的比较3.1申请方式stack: 由系统自动分配。
例如,声明在函数中一个局部变量int b; 系统自动在栈中为b开辟空间。
heap: 需要程序员自己申请,并指明大小,在C中malloc函数,C++中是new运算符。
如p1 = (char *)malloc(10); p1 = new char[10];如p2 = (char *)malloc(10); p2 = new char[20];但是注意p1、p2本身是在栈中的。
3.2申请后系统的响应栈:只要栈的剩余空间大于所申请空间,系统将为程序提供内存,否则将报异常提示栈溢出。
堆:首先应该知道操作系统有一个记录空闲内存地址的链表,当系统收到程序的申请时,会遍历该链表,寻找第一个空间大于所申请空间的堆结点,然后将该结点从空闲结点链表中删除,并将该结点的空间分配给程序。
对于大多数系统,会在这块内存空间中的首地址处记录本次分配的大小,这样,代码中的delete语句才能正确的释放本内存空间。
由于找到的堆结点的大小不一定正好等于申请的大小,系统会自动的将多余的那部分重新放入空闲链表中。
3.3申请大小的限制栈:在Windows下,栈是向低地址扩展的数据结构,是一块连续的内存的区域。
这句话的意思是栈顶的地址和栈的最大容量是系统预先规定好的,在WINDOWS下,栈的大小是2M(也有的说是1M,总之是一个编译时就确定的常数),如果申请的空间超过栈的剩余空间时,将提示overflow。
因此,能从栈获得的空间较小。
堆:堆是向高地址扩展的数据结构,是不连续的内存区域。
这是由于系统是用链表来存储的空闲内存地址的,自然是不连续的,而链表的遍历方向是由低地址向高地址。
堆的大小受限于计算机系统中有效的虚拟内存。
由此可见,堆获得的空间比较灵活,也比较大。
3.4申请效率的比较栈由系统自动分配,速度较快。
但程序员是无法控制的。
堆是由new分配的内存,一般速度比较慢,而且容易产生内存碎片,不过用起来最方便。
另外,在WINDOWS下,最好的方式是用VirtualAlloc分配内存,他不是在堆,也不是栈,而是直接在进程的地址空间中保留一快内存,虽然用起来最不方便。
但是速度快,也最灵活。
3.5堆和栈中的存储内容栈:在函数调用时,第一个进栈的是主函数中后的下一条指令(函数调用语句的下一条可执行语句)的地址,然后是函数的各个参数,在大多数的C编译器中,参数是由右往左入栈的,然后是函数中的局部变量。
注意静态变量是不入栈的。
当本次函数调用结束后,局部变量先出栈,然后是参数,最后栈顶指针指向最开始存的地址,也就是主函数中的下一条指令,程序由该点继续运行。
堆:一般是在堆的头部用一个字节存放堆的大小。
堆中的具体内容有程序员安排。
3.6存取效率的比较char s1[] = "a";char *s2 = "b";a是在运行时刻赋值的;而b是在编译时就确定的;但是,在以后的存取中,在栈上的数组比指针所指向的字符串(例如堆)快。
比如:int main(){char a = 1;char c[] = "1234567890";char *p ="1234567890";a = c[1];a = p[1];return 0;}对应的汇编代码10: a = c[1];00401067 8A 4D F1 mov cl,byte ptr [ebp-0Fh]0040106A 88 4D FC mov byte ptr [ebp-4],cl11: a = p[1];0040106D 8B 55 EC mov edx,dword ptr [ebp-14h]00401070 8A 42 01 mov al,byte ptr [edx+1]00401073 88 45 FC mov byte ptr [ebp-4],al第一种在读取时直接就把字符串中的元素读到寄存器cl中,而第二种则要先把指针值读到edx中,再根据edx读取字符,显然慢了。
3.7小结堆和栈的主要区别由以下几点:1、管理方式不同;2、空间大小不同;3、能否产生碎片不同;4、生长方向不同;5、分配方式不同;6、分配效率不同;管理方式:对于栈来讲,是由编译器自动管理,无需我们手工控制;对于堆来说,释放工作由程序员控制,容易产生memory leak。
空间大小:一般来讲在32位系统下,堆内存可以达到4G的空间,从这个角度来看堆内存几乎是没有什么限制的。
但是对于栈来讲,一般都是有一定的空间大小的,例如,在VC6下面,默认的栈空间大小是1M。
当然,这个值可以修改。
碎片问题:对于堆来讲,频繁的new/delete势必会造成内存空间的不连续,从而造成大量的碎片,使程序效率降低。
对于栈来讲,则不会存在这个问题,因为栈是先进后出的队列,他们是如此的一一对应,以至于永远都不可能有一个内存块从栈中间弹出,在他弹出之前,在他上面的后进的栈内容已经被弹出,详细的可以参考数据结构。
生长方向:对于堆来讲,生长方向是向上的,也就是向着内存地址增加的方向;对于栈来讲,它的生长方向是向下的,是向着内存地址减小的方向增长。
分配方式:堆都是动态分配的,没有静态分配的堆。
栈有2种分配方式:静态分配和动态分配。
静态分配是编译器完成的,比如局部变量的分配。
动态分配由malloca函数进行分配,但是栈的动态分配和堆是不同的,他的动态分配是由编译器进行释放,无需我们手工实现。
分配效率:栈是机器系统提供的数据结构,计算机会在底层对栈提供支持:分配专门的寄存器存放栈的地址,压栈出栈都有专门的指令执行,这就决定了栈的效率比较高。
堆则是C/C++函数库提供的,它的机制是很复杂的,例如为了分配一块内存,库函数会按照一定的算法(具体的算法可以参考数据结构/操作系统)在堆内存中搜索可用的足够大小的空间,如果没有足够大小的空间(可能是由于内存碎片太多),就有可能调用系统功能去增加程序数据段的内存空间,这样就有机会分到足够大小的内存,然后进行返回。
显然,堆的效率比栈要低得多。
从这里我们可以看到,堆和栈相比,由于大量new/delete的使用,容易造成大量的内存碎片;由于没有专门的系统支持,效率很低;由于可能引发用户态和核心态的切换,内存的申请,代价变得更加昂贵。
所以栈在程序中是应用最广泛的,就算是函数的调用也利用栈去完成,函数调用过程中的参数,返回地址,EBP和局部变量都采用栈的方式存放。