标准C语言学习总结8

一,什么是堆内存

    是进程的一个内存段(text\data\bss\heap\stack),由程序员手动管理

    优点足够大,缺点使用麻烦

二,为什么要使用堆内存

    1,随着程序的复杂数据量变多了

    2,其它内存段的申请释放不受控制,堆内存的申请释放受控制

    可以适时的节约内存

三,如何使用堆内存

    注意:C语言中没有控制堆内存的语句,只能使用C标准库中的函数

    #include <stdlib.h>

    void *malloc(size_t size);

    功能:从堆内存中申请size个字节的内存申请到的内存中数据的值不确定

    返回值:成功返回申请到的连续内存的首地址,失败返回NULL

    void free(void *ptr);

    功能:释放一块堆内存

    ptr:要释放的堆内存首地址

    注意:free释放只是使用权限,数据不会全部清理

    注意,不能连续释放,但可以释放NULL

    void *calloc(size_t nmemb, size_t size);

    功能从堆内存申请nmemb块,每块size字节大小的内存

    返回值:成功返回申请到的连续内存的首地址,失败返回NULL

    calloc(10,4) == malloc(40)

    注意:calloc申请到的内存会被初始化为0,速度比malloc慢

    void *realloc(void *ptr, size_t size);

    功能:改变已有的堆内存的大小,size表示调整后的大小

    在原有的基础上调大调小

    返回值:调整后内存块的新手盯着,一定要重新接受返回值,可能不是在原位置进行调整

        如果无法在原位置调整

            1,申请一块新的复合大小的内存

            2,拷贝原内存中的数据

            3,释放原内存,返回新内存首地址

四,malloc的内存管理机制'

    1,当首次向malloc申请内存,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,但是并不意味着可以越界访问,因为malloc

    可能把其他内存分配给"其他人",这样就会产生脏数据

    2,每个内存块之间会有空隙(4~12字节),一部分空隙是为了内存对齐,其中一定有4字节

    记录了malloc的维护信息这些维护信息决定了下一次malloc分配内存的位置

    如果破坏了维护信息,会影响下一次malloc或者free的过程,'

五,使用堆内存需要注意的问题

    内存泄漏:

        内存无法再使用,也无法被释放,而需要再次使用时只能重新申请内存,

        然后继续重复以上过程,日积月累后可用的内存越来越少

        注意:一旦进程结束属于该进程的所有资源都会被操作系统回收

        如何尽量的避免内存泄漏:

            谁申请的内存谁释放,谁知道该释放谁释放

        如何判断,定位内存泄漏:

            1,查看内存使用情况

                win 任务管理器

                Linux ps -aux命令

            2,借助一些代码分析工具 matrace 检查malloc和free是否成对出现

            3,封装malloc,free,记录申请,释放的信息到日志文件中

    内存碎片:

        已经释放了但无法继续使用的内存叫做内存碎片,由于申请和释放的时间不协调导致的

        无法完全避免只能尽量减少

        如何减少内存碎片:

            1,尽量使用栈内存

            2,不要频繁的申请,释放内存

            3,尽量申请大块的内存自己

六,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>

    voidd *memset(void *c,size_t n);

    功能:把内存块按字节设置为c

    s:内存块的首地址

    c:想要设置的ASCII值

    n内存的字节数

    返回值:成功设置后的内存首地址

七,如何用堆内存定义二维数组

    指针数组

    定义n行,m列二维数组

        类型* arr[n];

        for(int i=0;i<n;i++)

        {

            arr[i] = malloc(m*sizeof(类型));

        }

        注意:每一行的m值可以不同,这种方式可以定义不规则的二维数组

        缺点:申请麻烦,容易产生内存碎片

        优点:可以不规则,对内存要求较低

    数组指针

        类型 (*arrp)[n] = malloc(sizeof(类型)*n*m);

        申请m行n列的二维数组

        缺点:对连续内存要求高,可能申请失败

        优点:申请简单

    注意:所谓的多维数组其实都是用一维数组模拟

    练习1:计算出100~10000之间所有的素数,结果存储在堆内存中,尽量不要浪费内存

            1,先计算有多少个,在一下全部申请出来

            2,一边算,一边申请