关于c语言内存分配,malloc,free,和段错误,内存泄露

1.   C语言的函数malloc和free

 (1) 函数malloc和free在头文件<stdlib.h>中的原型及参数

       void * malloc(size_t size)

动态配置内存,大小有size决定,返回值成功时为任意类型指针,失败时为NULL。

       void  free(void *ptr)

释放动态申请的内存空间,调用free()后ptr所指向的内存空间被收回,如果ptr指向未知地方或者指向的空间已被收回,则会发生不可预知的错误,如果ptr为NULL,free不会有任何作用。

(2) C语言中典型用法

        T为任意数据类型

       T *p = ( T * )malloc( sizeof(T) * n)

       if(NULL= =p)

  {

       printf(“malloc fail!\n”);

       ……//相关资源收回的处理

       exit(-1);

  }

… …//此过程不能改变指针p的指向,如果改变指针指向,那么后面free将会出错,因为这里free的并不是原来的p指针,而是改变后的。当然如果改变了p的指向,那么必须再free前,将p再指回原来的位置。这样就没问题了。

free(p);

p=NULL;

注意:malloc后通常要对返回值进行判断,避免发生不必要的错误。

注意,最好再p 被free掉后,加上p=NULL这句

 

“野指针”不是NULL指针,是指向“垃圾”内存(不可用内存)的指针。人们一般不会错用NULL指针,因为用if语句很容易判断。但是“野指针”是很危险的,if无法判断一个指针是正常指针还是“野指针”。有个良好的编程习惯是避免“野指针”的唯一方法。

指针p被free或者delete之后,没有置为NULL,让人误以为p是个合法的指针。别看free和delete的名字(尤其是delete),它们只是把指针所指的内存给释放掉,但并没有把指针本身干掉。此时指针指向的就是“垃圾”内存。释放后的指针应立即将指针置为NULL,防止产生“野指针”。

(3) 内存说明

malloc函数动态申请的内存空间是在里(而一般局部变量存于栈里),并且该段内存不会被初始化,与全局变量不一样,如果不采用手动free()加以释放,则该段内存一直存在,直到程序退出才被系统,所以为了合理使用内存,在不适用该段内存时,应该调用free()。另外,如果在一个函数里面使用过malloc,最好要配对使用free,否则容易造成内存泄露(没有将内存还给自由存储区)。

但是,往往会在free的时候发生段错误.

 

正确的做法是这样:

// 在分配之前加一句判断指针是否为空,防止产生内存泄露

struct XXXX * ptr=NULL;
if (ptr == NULL) {
ptr  =  (struct XXXX *)malloc(num * sizeof(struct XXXX);

}

// 在释放之前加一句判断指针是否为空,防止产生异常
if (ptr != NULL) {
free(ptr);
ptr = NULL;

}

补充:C 语言作为 Linux 系统上标准的编程语言给予了我们对动态内存分配很大的控制权。


然而,这种自由可能会导致严重的内存管理问题,而这些问题可能导致程序崩溃或随时间的推移导致性能降级。

内存泄漏(即 malloc() 内存在对应的 free() 调用执行后永不被释放)和缓冲区溢出(例如对以前分配到某数组的内存进行写操作)是一些常见的问题,它们可能很难检测到。这一部分将讨论几个调试工具,它们极大地简化了检测和找出内存问题的过程。

只要在代码中添加一个头文件并在 gcc 语句中定义了 MEMWATCH 之后,您就可以跟踪程序中的内存泄漏和错误了。MEMWATCH 支持 ANSI C,它提供结果日志纪录,能检测双重释放(double-free)、错误释放(erroneous free)、没有释放的内存(unfreed memory)、溢出和下溢等等。

这里是memwatch的说明

 

补充2:转自:http://www.cnblogs.com/yfanqiu/archive/2012/05/08/2490410.html

 

2.  C++中的运算符new和delete

new和delete是C++中的运算符,不是库函数,不需要库的支持,同时,他们是封装好的运算符。

(1)new是动态分配内存的运算符,自动计算需要分配的空间,在分配类类型的内存空间时,同时调用类的构造函数对内存空间进行初始化,即完成类的初始化工作。动态分配内置类型是否自动初始化取决于变量定义的位置,在函数体外定义的变量都初始化为0,在函数体内定义的内置类型变量都不进行初始化。

(2)delete是撤销动态申请的内存运算符。delete与new通常配对使用,与new的功能相反,可以对多种数据类型形式的内存进行撤销,包括类,撤销类的内存空间时,它要调用其析构函数,完成相应的清理工作,收回相应的内存资源。

(3)典型用法

int *p = new int;                       delete p;

char *p = new char;                  delete p;

类的类型 *p = new 类的类型; delete p;

//注意,指针p存于栈中,p所指向的内存空间却是在堆中。

                            Obj * p = new Obj[100];                     delete [ ]p;

//注意,new申请数组,delete删除的形式需要加括号“[ ]”,表示对数组空间的操作,总之,申请形式如何,释放的形式就如何。

(4)内存说明。new申请的内存也是存于中,所以在不需要使用时,需要delete手动收回。

3.  new/delete与malloc/free之间的联系和区别

(1)          malloc/free和new/delete的联系

a)存储方式相同。malloc和new动态申请的内存都位于堆中。申请的内存都不能自动被操作系统收回,都需要配套的free和delete来释放。

b)除了带有构造函数和析构函数的类等数据类型以外,对于一般数据类型,如int、char等等,两组动态申请的方式可以通用,作用效果一样,只是形式不一样。

c)内存泄漏对于malloc或者new都可以检查出来的,区别在于new可以指明是那个文件的那一行,而malloc没有这些信息。

d)两组都需要配对使用,malloc配free,new配delete,注意,这不仅仅是习惯问题,如果不配对使用,容易造成内存泄露。同时,在C++中,两组之间不能混着用,虽说有时能编译过,但容易存在较大的隐患。

(2)          malloc/free和new/delete的区别

a)malloc和free返回void类型指针,new和delete直接带具体类型的指针。

b)malloc和free属于C语言中的函数,需要库的支持,而new/delete是C++中的运算符,所以new/delete的执行效率高些。C++中为了兼用C语法,所以保留malloc和free的使用,但建议尽量使用new和delete。

c)在C++中, new是类型安全的,而malloc不是。例如:

int* p = new char[10];                    // 编译时指出错误

  delete [ ]p;                                     //对数组需要加中括号“[ ]”

int* p = malloc(sizeof(char )*10);    // 编译时无法指出错误

   free (p);                                       //只需要所释放内存的头指针

d)使用new动态申请类对象的内存空间时,类对象的构建要调用构造函数,相当于对内存空间进行了初始化。而malloc动态申请的类对象的内存空间时,不会初始化,也就是说申请的内存空间无法使用,因为类的初始化是由构造函数完成的。delete和free的意义分别于new和malloc相反。

e)不能用malloc和free来完成类对象的动态创建和删除。

4.  C/C++程序的内存分配介绍

该部分参考于http://blog.csdn.net/sparkliang/archive/2008/12/30/3650324.aspx

 

(1)栈内存分配运算内置于处理器的指令集中,一般使用寄存器来存取,效率很高,但是分配的内存容量有限。一般局部变量和函数参数的暂时存放位置。

(2)堆内存,亦称动态内存。如malloc和new申请的内存空间。动态内存的生存期由程序员自己决定,使用非常灵活。

(3)全局代码区: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。

(4)常量区:文字常量分配在文字常量区,程序结束后由系统释放。

(5)代码区:存放整个程序的代码,因为存储是数据和代码分开存储的。

 

总结:

(1)new、delete 是操作符,只能在C++中使用。malloc、free是函数,可以覆盖,C、C++中都可以使用。
(2)new 自动计算需要分配的空间大小,可以调用对象的构造函数,对应的delete调用相应的析构函数。malloc仅仅分配内存,free仅仅回收内存,并不执行构造和析构函数
(3)new 类型安全、返回的是某种数据类型指针,malloc 非类型安全、返回的是void指针。

 

时间: 2024-09-13 21:48:43

关于c语言内存分配,malloc,free,和段错误,内存泄露的相关文章

c语言-C语言内存分配malloc导致的程序退出

问题描述 C语言内存分配malloc导致的程序退出 char *p; while (1) { p = malloc(1); *p = 0; } 这样写最后是因为没有内存退出还是向0写入退出?怎么感觉是内存完了 解决方案 内存分配失败就会返回空指针 解决方案二: 堆内存被使用完后,在申请就睡失败,p就是NULL,即地址为0写入,而这个地址是受程序保护的,无法写入因此退出 解决方案三: 个人觉得你这个应该是会导致堆内存不够,导致程序异常退出

浅析动态内存分配Malloc二元操作性能教程

在浅析之前先看下 malloc的原型: void* malloc(size_t size); 这里唯一需要注意到是: typedef unsigned int size_t; 来段测试程序 #include < stdio.h > int main(int argc, char * argv[]) {  int i = 0;  for (; i < 100; i++) {   malloc(32);   /**< 每次malloc 32 字节 */  }  return 0; }

malloc的内存分配原理

0 堆内存的在计算机内存中的形式 根据<The C Programming language>推测得到堆内存,图中的Heap区域即为堆内存块(Heap区域的数目不代表计算机堆内存的真实数目).   [1] 堆内存不连续.只有标识为Heap的才是堆内存. [2]  在malloc()/free()看来,每个Heap所代表的的堆由两部分组成:Header +可给用户使用的堆内存.在Header中包含了"指向下一邻近高地址堆内存块的指针"."本堆块的大小".每

MFC教程(10)-- 内存分配方式和调试机制

M内存分配 内存分配函数 MFCWin32或者C语言的内存分配API,有四种内存分配API可供使用. Win32的堆分配函数 每一个进程都可以使用堆分配函数创建一个私有的堆──调用进程地址空间的一个或者多个页面.DLL创建的私有堆必定在调用DLL的进程的地址空间内,只能被调用进程访问. HeapCreate用来创建堆:HeapAlloc用来从堆中分配一定数量的空间,HeapAlloc分配的内存是不能移动的:HeapSize可以确定从堆中分配的空间的大小:HeapFree用来释放从堆中分配的空间:

指针-c++对象内存分配的问题,如何确定在堆上还是在栈上?

问题描述 c++对象内存分配的问题,如何确定在堆上还是在栈上? c++中对象内存放堆上还是在栈上是不是根据对象实例化的方法,如: A a; //在栈中分配内存 A * a = new A(); //动态内存分配,在堆上 要是这样,如果我尽量不用指针的话(这样程序风格似乎更加清晰一些),那是不是对象都分配到栈上了?这有什么弊端吗?栈的空间是不是很有限?是不是为了栈空间的问题我们必须尽量多用new分配内存呢?类成员是不是也要多用指针呢? 解决方案 经过昨晚大家的热心帮助,对该问题的疑问已经烟消云散,

系统-最差适配内存分配算法模拟

问题描述 最差适配内存分配算法模拟 最差适配内存分配算法模拟 1.目的 用程序实现可变分区内存管理过程,并按最差适配算法进行分配. 2.内容 (1)基本思想 可变分区是指系统不预先划分固定分区,而是在装入程序的时候划分内存区 域,使得为程序分配的分区大小恰好等于该程序的需求量,且分区的个数是可变 的.显然可变分区有较大的灵活性,较之固定分区能获得好的内存利用率. (2)数据结构 可变分区管理可以用两种数据结构实现,一种是已分配区表和空闲区表,也 就是用预先定义好的系统空间来存放空间分配信息. 另

操作系统 内存分配 请求帮助

问题描述 操作系统 内存分配 请求帮助 内存管理是所有操作系统必备的功能.为深入研究内存管理功能.实现内存的有效使用,某研究小组计划开发一个实验性内存管理器,实现对内存的分配.释放和整理.对应的接口为 new . delete 和 defrag ,使用语法为: new size :分配 size 字节大小的内存块,返回该内存块的句柄 handle , size 为正整数: new start size :同 new size ,从指定首地址 start 处分配 size 字节大小的内存块: de

(一四二)继承和动态内存分配

当基类.派生类用,或者不用动态内存时,共有四种情况: (注意,前提是基类的动态内存分配相关函数符合常规使用动态内存的要求)   情况一:基类 使用 动态内存分配.派生类新增数据成员 不使用 动态内存分配 假如基类使用动态内存分配(new),其必然设定①构造函数.②复制构造函数.③赋值运算符.④析构函数. 又知,派生类的构造函数(包括默认构造函数),需要调用基类的构造函数. 那么基类的数据成员若使new,则已经没问题. 派生类新增的数据成员,由于不使用new,因此可以按值传递.   ①对于派生类构

iOS/OS X 内存管理(二):借助工具解决内存问题

上一篇博客iOS/OS X内存管理(一):基本概念与原理主要讲了iOS/OSX 内存管理中引用计数和内存管理规则,以及引入ARC新的内存管理机制之后如何选择ownership qualifiers(__strong.__weak.__unsafe_unretained和__autoreleasing)来管理内存.这篇我们主要关注在实际开发中会遇到哪些内存管理问题,以及如何使用工具来调试和解决. 在往下看之前请下载实例MemoryProblems,我们将以这个工程展开如何检查和解决内存问题. 悬挂