malloc的内存申请和释放

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我是靠谱客的博主野性大象，最近开发中收集的这篇文章主要介绍malloc的内存申请和释放，觉得挺不错的，现在分享给大家，希望可以做个参考。

概述

一、malloc

malloc是个库函数，使用时要包含<stdlib.h>这个头文件

malloc向内存申请空间时需要我们指定所需内存的大小，并且申请成功时，返回指向所申请的内存空间的指针（该指针为void指针类型）；若内存中所剩余的空间小于我们所申请的空间，则申请失败，返回NULL。因返回的指针类型为void，所以需要我们其强制转换成指定类型的指针，如下：

int *p = NULL;
p =(int *)malloc(sizeof(int));

具体使用时，可用来申请一段连续的空间，以存放多个数据（相当于数组）

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
//the use of malloc fuction, 

void mallo1(void);
int main()
{
 
    int *p = NULL;
    int n;
    printf("input num n:>");
    scanf("%d",&n); //输入数组的大小
    p = (int *)malloc(n*sizeof(int)); //申请n个整形大小的空间
    if(p == NULL){
        printf("malloc errorn");    //失败时打印出失败信息
        return -1;
    }                               
    printf("input nums what you want:n");
    for(int i=0;i<n;i++)
    {
        scanf("%d",&p[i]);
    }

    for(int i=0;i<n;i++)
    {
        printf("%d ",p[i]);
    }
    printf("n");
    free(p); //释放
    return 0;

这里程序退出时会自动释放申请的空间，所以不使用free函数释放，也不会有太大问题，但在大型的项目中可能会频繁的申请内存空间，或在自己定义的函数中申请内存空间，此时若不使用free释放，就会存在内存溢出的问题。如下

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
//the use of malloc fuction, 

void mallo1(void);
int main()
{
   for(int i=0; i<1000000000;i++)
    {
        mallo1(); 
    }
    
    return 0;
}

//function
void mallo1(void)  //在函数内申请内存空间，不释放
{
    int *p = NULL;
    p =(int *)malloc(1000*sizeof(int));
    //free(p);先不釋放
}

运行结果显示已杀死，这就是因申请空间后没释放所申请的空间，重复太多次的申请后，导致内存空间不足，也就是内存溢出造成的。

到这里相信对于什么不释放是内存溢出，我们还是不知所以然，网上对于内存溢出的解释有很多，但大多没涉及到重点，这里笔者从变量的生命周期和作用域分析为什么会存在内存溢出。

（1）全局变量和局部变量

先给代码块的概念：代码块就是在大括号“{}”之内的代码，如下：main函数的{}之内的代码是一段代码块，for循环的{}也是一段代码块。

int a;
int main()
{

    int c;
   for(int i=0; i<1000000000;i++)
    {
        mallo1(); 
    }
    
    return 0;
}

全局变量：定义代码块之外的变量，如变量a

局部变量：定义在代码块之内的变量，如变量 c（main之内）和 i（for循环之内）

（2）变量的作用域

全局变量的作用域是这个工程，也就是变量 a 在整个程序的如何地方中都可以被使用，且一旦被修改就会一直保持。

局部变量的作用域是其所在的代码块之内，不能在代码块之外的地方使用，如 i 只能在for中使用，在for之外的地方使用会报“变量未定义”的错误。

（3）变量的生命周期

变量的生命周期是指变量从创建到销毁之间的一段时间。

全局变量的生命周期是：这个程序的生命周期，也就是整个程序执行完的时候结束。

局部变量的生命周期是：进入作用域时生命周期开始，出作用域时生命周期结束。


//function
void mallo1(void)  //在函数内申请内存空间，不释放
{
    int *p = NULL;
    p =(int *)malloc(1000*sizeof(int));
    //free(p);先不釋放
}

回到内存溢出的问题：在上面定义的mallo1函数中，变量 p 是局部变量，它的作用域只在mallo1函数内部，出了mallo1函数生命周期也就结束了（可以理解为mallo1函数以外的函数不知道有p的存在，但在mallo1函数内我们没有释放掉p，所以p所指向的内存空间一直被占用着）。

因此 p 在main函数中无法被使用，它所指向的内存空间也也无法被main函数所访问，所以我们没有办法在mallo1函数之外释放掉 p 所指向的内存空间，因而 p 从始至终都会指向一个内存空间，每调用一次mallo1函数就会有一个新的 p 指向一块新的内存空间，多次调用（如我们想调用10000次），然而在100调用后，就会有100个 p 指向各自的内存空间(注意：每个p都是独立的)，此时系统剩下的内存已经不够下次mallo1申请的空间，到第101次调用时，内存不足了，就出现内存溢出。