本期涉及到了较多的指针，没有彻底领悟的同学请翻阅之前的博文~

一闪一闪亮晶晶，满天都是小星星***

什么是堆内存：

是进程的一个内存段(text、data、bss、heap、stack)之一，由程序员手动管理，
特点就是足够大，缺点就是使用麻烦。

为什么使用堆内存：

1、随着程序的复杂数量变多。
2、堆内存的申请释放受控制。

如何使用堆内存：

注意：C语言中没控制堆内存的语句，只能使用C标准库提供的函数。
#include <stdlib.h>void *malloc(size_t size);
功能：从堆内存中申请size个字节的内存，申请内存中存储是什么内容不确定。
返回值：成功返回申请到的内存的首地址，失败返回NULL。void free(void *ptr);
功能：释放一块堆内存，可以释放NULL，但不能重复释放和非法地址。
注意：释放仅仅是使用权，里面的数据不会被特意清理。

申请，释放和置空堆内存：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>int main(int argc,const char* argv[])
{// 从堆上分配一块内存,首个字节的地址存放在指针变量p中int* p = malloc(sizeof(int)*10);for(int i=0; i<10; i++){p[i] = i;	printf("%d\n",p[i]);}// 解引用  使用堆内存*p = 1000;printf("%d\n",*p);// 释放堆内存free(p);// 重复释放会导致堆内存崩溃// free(p);// free只是释放使用权,数据不会被特意清理for(int i=0; i<10; i++){printf("%d\n",p[i]);}// 堆内存释放后指针要及时置空p = NULL;}

void *calloc(size_t nmemb, size_t size);
功能：从堆内存中申请nmemb块size个字节的内存，申请的内存块会被初始化为0。
注意：申请的依然是一块连续的内存。void *realloc(void *ptr, size_t size);
功能：改变已经有内存块的大小，在原有的基础上调大或调小。
返回值：是调整后的内存块的首地址，一定要重新接收返回值，可能不是在原内块上调整的。如果无法在原内存块上进行调整：1、申请一块新的符合要的内存块2、把原内存块上的内容拷贝过去3、把原内存释放掉返回新内存块的首地址
注：realloc函数有个争议性话题，对于大型工程可能存在内存泄漏，本人目前未能亲自验证，但不可不防。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>int main(int argc,const char* argv[])
{int* p = malloc(40);for(int i=0; i<10; i++){p[i] = i;printf("%d ",p[i]);}malloc(20);int* p1 = realloc(p,80);printf("%p %p\n",p,p1);for(int i=0; i<10; i++){p1[i] = i;printf("%d ",p1[i]);}}

malloc的内存管理机制：

当首次向malloc申请内存时，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。但这不意味着可以越界访问，因为malloc把使用分配给"其他人"，这样会产生脏数据。每个内存块之间会有些空隙(4~12字节)，这些空隙一些是为了内容对齐，其中有4个字节记录着malloc维护信息，这些维护信息决定下次分配内存的位置，也可以借助计算出每个内存块的大小，当这些信息被破坏时就会影响malloc和free函数的调用。

使用堆内存要注意的问题：

内存泄漏：内存无法再使用，也无法被释放，而再次使用时只能重新申请，然后重复心以上过程，是积月累导致系统中可用的内存越来越少。注意：程序一旦结束属于它的资源都会被操作系统回收。谁申请谁释放，谁知道该释放谁释放。如何判断内存定位泄漏：1、查看内存的使用情况。2、使用代码分析工具检查malloc的调用情况。3、包装malloc、free，记录申请、释放的信息到日志中。内存碎片：已经释放的但无法再继续使用的内存叫内存碎片，是由于申请和释放的时间不协调导致的，无法避免只能尽量减少。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、尽量申请大块内存自己管理。

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>
void *memset(void *s, int 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：相设置的ASCII码值
n：内存块的字节数
返回值：设置成功后的内存首地址

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <strings.h>int main(int argc,const char* argv[])
{int* p = malloc(40);for(int i=0; i<10; i++){p[i] = i;printf("%d\n",p[i]);}//bzero(p,40);memset(p,1,40);printf("---------------\n");for(int i=0; i<10; i++){printf("%d\n",p[i]);}
}

堆内存定义二维数组：

指针数组：定义n*m二维数组类型* arr[n];for(int i=0; i<n; i++){arr[i] = malloc(sizeof(类型)*m);}注意：每行的m的值可以不同，这就是不规则二维数组。
数组指针：类型 (*arr)[n] = malloc(类型*n*m);注意：所谓的多维数组都是用一维数组模拟的。

使用示例：

1、

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>int main(int argc,const char* argv[])
{int* arr[10] = {};for(int i=0; i<10; i++){arr[i] = malloc(40);}for(int i=0; i<10; i++){for(int j=0; j<10; j++){printf("%d ",arr[i][j]);}printf("\n");}
}

2、

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>int main(int argc,const char* argv[])
{int (*arr)[5] = malloc(sizeof(int)*4*5);for(int i=0; i<4; i++){for(int j=0; j<5; j++){printf("%d ",arr[i][j]);}printf("\n");}
}

3、

#include <stdio.h>int main(int argc,const char* argv[])
{int arr[4][5] = {0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17,18,19};//int *p = (int*)arr;int (*p)[5] = arr;for(int i=0; i<4; i++){for(int j=0; j<5; j++){printf("%d ",p[i][j]);}printf("\n");}
}

练习1：计算出 100~10000 之间的素数，结果存储在堆内存中，不要浪费内存。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <stdbool.h>
#include <math.h>bool is_prime(int num)
{for(int i=2;i<=sqrt(num);i++){if(0 == num % i)return false;}return true;
}int main(int argc,char* argv[])
{int* arr=NULL,cnt=0;for(int i=100; i<1000;i++){if(is_prime(i)){arr = realloc(arr,sizeof(int)*(cnt+1));arr[cnt++]=i;}}for(int i=0;i<cnt;i++){printf("%d ",arr[i]);}free(arr);arr=NULL;
}

字符：

在计算机中字符是以整数形式存储在，当需要显示时会根据ASCII码表中的对应关系显示出相应的符号或图案。
'\0' 0
'0' 48
'a' 97
'A' 65字符的输入：scanf("%c",&ch);ch = getchar();
字符的输出：printf("%c",ch);putchar(ch);

串：

是一种数据结构，由一组连续的若干个类型相同的数据组成，有一个结束标志。

字符串：

由字符组成的串型结构，结束标志就是'\0'。字符串存在的形式：
字符串字面值："由双引号包含的若干个字符"，以地址形式存在，数据存储在代码段，如果修改就会产生段错误。const char* str = "字面串字面值";sizeof("strstr") 结果字符个数加1。注意：它的结束标志隐藏在末尾。两个一模一样的字符串字面值在代码段中只有一份。字符数组：由char类型组成的数组，要为'\0'预留位置。使用的栈内存，数据可以修改。常用方式：字符数组[] = "字符串字面值";会自动为'\0'预留位置。    赋值完成后字符串存在两份，一份存储在代码段，另一份存储在栈内存(可被修改)。

字符串的输入：

scanf %s 地址 缺点：不能输入空格char* gets(char *s);
功能：输入字符串，并且可以接收空格
返回值：链式调用（把一个函数的返回值，作业另一个函数的参数）。char *fgets(char *s, int size, stdin);
功能：可以设置输入的字符串的长度size-1字符，超出的部分不接收，它会为'\0'预留位置。
注意：如果输入的字符数不足size-1，最后的\n会一起接收了。

字符串的输出：

printf %s 地址int puts(const char *s);
功能：输出一个字符串，会在末尾自动添加一个\n。
返回值：成功输出的字符个数。

练习2：实现一个判断一个字符串是否是回文串。

#include <stdio.h>
#include <stdbool.h>bool is_palindrome(const char* str)
{size_t len = 0;/* 获取字符串长度 */while(str[len]) len++;for(int i=0; i<len/2; i++){if(str[i] != str[len-i-1]) return false;}return true;
}int main(int argc,const char* argv[])
{char str[255] = {};printf("%s\n",is_palindrome(gets(str))?"是回文串":"不是回文串");
}

练习3：实现一个函数把一个由数字字符组成的字符串转换成整数。

#include <stdio.h>int str_to_int(const char* str)
{int num = 0;while(*str && '0'<=*str && *str<='9'){num = num*10 + *str-'0';str++;}return num;
}int main(int argc,const char* argv[])
{char str[256] = {};printf("%d\n",str_to_int(gets(str)));
}

练习4：实现一个函数把一个字符串逆序。

#include <stdio.h>char* reverse(char* str)
{size_t len = 0;while(str[len]) len++;for(int i=0; i<len/2; i++){char t = str[i];str[i] = str[len-i-1];str[len-i-1] = t;}return str;
}int main(int argc,const char* argv[])
{char str[255] = {};puts(reverse(gets(str)));
}

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[OVER]