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鏈表的C語言完成之動(dòng)態(tài)內(nèi)存分配

[摘要]一、為什么用動(dòng)態(tài)內(nèi)存分配  但我們未學(xué)習(xí)鏈表的時(shí)候,如果要存儲(chǔ)數(shù)量比較多的同類型或同結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)的時(shí)候,總是使用一個(gè)數(shù)組。比如說我們要存儲(chǔ)一個(gè)班級(jí)學(xué)生的某科分?jǐn)?shù),總是定義一個(gè)float型(存在0.5分)數(shù)組:float score[30];   但是,在使用數(shù)組的時(shí)候,總有一個(gè)問題困擾著我們:數(shù)組應(yīng)...
一、為什么用動(dòng)態(tài)內(nèi)存分配

  但我們未學(xué)習(xí)鏈表的時(shí)候,如果要存儲(chǔ)數(shù)量比較多的同類型或同結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)的時(shí)候,總是使用一個(gè)數(shù)組。比如說我們要存儲(chǔ)一個(gè)班級(jí)學(xué)生的某科分?jǐn)?shù),總是定義一個(gè)float型(存在0.5分)數(shù)組:

float score[30];

  但是,在使用數(shù)組的時(shí)候,總有一個(gè)問題困擾著我們:數(shù)組應(yīng)該有多大?

  在很多的情況下,你并不能確定要使用多大的數(shù)組,比如上例,你可能并不知道該班級(jí)的學(xué)生的人數(shù),那么你就要把數(shù)組定義得足夠大。這樣,你的程序在運(yùn)行時(shí)就申請(qǐng)了固定大小的你認(rèn)為足夠大的內(nèi)存空間。即使你知道該班級(jí)的學(xué)生數(shù),但是如果因?yàn)槟撤N特殊原因人數(shù)有增加或者減少,你又必須重新去修改程序,擴(kuò)大數(shù)組的存儲(chǔ)范圍。這種分配固定大小的內(nèi)存分配方法稱之為靜態(tài)內(nèi)存分配。但是這種內(nèi)存分配的方法存在比較嚴(yán)重的缺陷,特別是處理某些問題時(shí):在大多數(shù)情況下會(huì)浪費(fèi)大量的內(nèi)存空間,在少數(shù)情況下,當(dāng)你定義的數(shù)組不夠大時(shí),可能引起下標(biāo)越界錯(cuò)誤,甚至導(dǎo)致嚴(yán)重后果。

  那么有沒有其它的方法來解決這樣的外呢體呢?有,那就是動(dòng)態(tài)內(nèi)存分配。

  所謂動(dòng)態(tài)內(nèi)存分配就是指在程序執(zhí)行的過程中動(dòng)態(tài)地分配或者回收存儲(chǔ)空間的分配內(nèi)存的方法。動(dòng)態(tài)內(nèi)存分配不象數(shù)組等靜態(tài)內(nèi)存分配方法那樣需要預(yù)先分配存儲(chǔ)空間,而是由系統(tǒng)根據(jù)程序的需要即時(shí)分配,且分配的大小就是程序要求的大小。從以上動(dòng)、靜態(tài)內(nèi)存分配比較可以知道動(dòng)態(tài)內(nèi)存分配相對(duì)于景泰內(nèi)存分配的特點(diǎn):

  1、不需要預(yù)先分配存儲(chǔ)空間;

  2、分配的空間可以根據(jù)程序的需要擴(kuò)大或縮小。

  二、如何實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)內(nèi)存分配及其管理

  要實(shí)現(xiàn)根據(jù)程序的需要?jiǎng)討B(tài)分配存儲(chǔ)空間,就必須用到以下幾個(gè)函數(shù)

  1、malloc函數(shù)

  malloc函數(shù)的原型為:

void *malloc (unsigned int size)

  其作用是在內(nèi)存的動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)區(qū)中分配一個(gè)長度為size的連續(xù)空間。其參數(shù)是一個(gè)無符號(hào)整形數(shù),返回值是一個(gè)指向所分配的連續(xù)存儲(chǔ)域的起始地址的指針。還有一點(diǎn)必須注意的是,當(dāng)函數(shù)未能成功分配存儲(chǔ)空間(如內(nèi)存不足)就會(huì)返回一個(gè)NULL指針。所以在調(diào)用該函數(shù)時(shí)應(yīng)該檢測(cè)返回值是否為NULL并執(zhí)行相應(yīng)的操作。

  下例是一個(gè)動(dòng)態(tài)分配的程序:

#include
#include
main()
{
 int count,*array; /*count是一個(gè)計(jì)數(shù)器,array是一個(gè)整型指針,也可以理解為指向一個(gè)整型數(shù)組的首地址*/
 if((array(int *) malloc(10*sizeof(int)))==NULL)
 {
  printf("不能成功分配存儲(chǔ)空間。");
  exit(1);
 }
 for (count=0;count〈10;count++) /*給數(shù)組賦值*/
  array[count]=count;
 for(count=0;count〈10;count++) /*打印數(shù)組元素*/
  printf("%2d",array[count]);
}

  上例中動(dòng)態(tài)分配了10個(gè)整型存儲(chǔ)區(qū)域,然后進(jìn)行賦值并打印。例中if((array(int *) malloc(10*sizeof(int)))==NULL)語句可以分為以下幾步:

  1)分配10個(gè)整型的連續(xù)存儲(chǔ)空間,并返回一個(gè)指向其起始地址的整型指針

  2)把此整型指針地址賦給array

  3)檢測(cè)返回值是否為NULL

  2、free函數(shù)

  由于內(nèi)存區(qū)域總是有限的,不能不限制地分配下去,而且一個(gè)程序要盡量節(jié)省資源,所以當(dāng)所分配的內(nèi)存區(qū)域不用時(shí),就要釋放它,以便其它的變量或者程序使用。這時(shí)我們就要用到free函數(shù)。

  其函數(shù)原型是:

void free(void *p)

  作用是釋放指針p所指向的內(nèi)存區(qū)。

  其參數(shù)p必須是先前調(diào)用malloc函數(shù)或calloc函數(shù)(另一個(gè)動(dòng)態(tài)分配存儲(chǔ)區(qū)域的函數(shù))時(shí)返回的指針。給free函數(shù)傳遞其它的值很可能造成死機(jī)或其它災(zāi)難性的后果。

  注意:這里重要的是指針的值,而不是用來申請(qǐng)動(dòng)態(tài)內(nèi)存的指針本身。例:

int *p1,*p2;
p1=malloc(10*sizeof(int));
p2=p1;
……
free(p2) /*或者free(p2)*/

  malloc返回值賦給p1,又把p1的值賦給p2,所以此時(shí)p1,p2都可作為free函數(shù)的參數(shù)。

  malloc函數(shù)是對(duì)存儲(chǔ)區(qū)域進(jìn)行分配的。

  free函數(shù)是釋放已經(jīng)不用的內(nèi)存區(qū)域的。

  所以由這兩個(gè)函數(shù)就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)內(nèi)存區(qū)域進(jìn)行動(dòng)態(tài)分配并進(jìn)行簡單的管理了。