【C语言】动态内存管理------常见错误，以及经典笔试题分析，柔性数组【图文详解】

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前言

在了解完内存操作中最关键的一节---动态内存管理，了解malloc，realloc，calloc和free的用法后，我们将继续了解动态内存管理中常见错误，以及经典笔试题的分析和柔性数组。

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【C语言】内存操作篇---动态内存管理----malloc，realloc，calloc和free的用法【图文详解】

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一、动态内存管理常见错误

1.1对NULL指针的解引用操作

1.2对动态开辟空间的越界访问

1.3 对非动态开辟内存使用free释放

1.4 使用free释放一块动态开辟内存的一部分

1.5 对同⼀块动态内存多次释放

1.6 动态开辟内存忘记释放（内存泄漏）

二、笔试题

2.1

2.2

2.3

2.4

三、柔性数组

一、动态内存管理常见错误

1.1对NULL指针的解引用操作

因为malloc，realloc和calloc它本身会返回地址，创建空间失败的时候会返回NULL，如果我们不对返回的地址进行检查，就可能存在free（NULL）的情况。

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>int main()
{int* p = (int*)malloc(10 * sizeof(int));*p = 20;free(p);p = NULL;
}

编译器会提示警告：

1.2对动态开辟空间的越界访问

开辟出来的空间仍然要保证自己不会越界访问

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>int main()
{int i = 0;int* p = (int*)malloc(10 * sizeof(int));if (p == NULL){perror("malloc");}for (i = 0; i <= 10; i++){*(p + i) = i;//当i是10的时候越界访问}free(p);p = NULL;
}

需要检查代码防止越界访问

1.3 对非动态开辟内存使用free释放

int a = 10; 
int *p = &a; 
free(p);

p并非是动态开辟出来的空间，所以是不能使用free的

1.4 使用free释放一块动态开辟内存的一部分

	int i = 0;int* p = (int*)malloc(10 * sizeof(int));if (p == NULL){perror("malloc");return 1;}for (i = 0; i <5; i++){*p = i;p++;}free(p);p = NULL;

像上述代码p并非是动态开辟的空间中的起始位置，p不再指向动态内存的起始位置

1.5 对同⼀块动态内存多次释放

	int* p = (int*)malloc(10 * sizeof(int));if (p == NULL){perror("malloc");return 1;}free(p);free(p);p = NULL;

我的程序会触发断点，因为我对p进行了多次的释放，最好的解决办法就是是释放一次就进行置空。

1.6 动态开辟内存忘记释放（内存泄漏）

void test()
{int* p = (int*)malloc(100); if (NULL != p){*p = 20;}if (*p == 20){return;}free(p);p = NULL;
}int main()
{test();
}

当运行test的时候，会提前结束函数，所以p的指向空间就未知了，但是空间还是没有释放，最后会造成内存泄漏，切记：动态开辟的空间⼀定要释放，并且正确释放。

二、笔试题

2.1

运行以下代码Test会有什么结果？

void GetMemory(char* p)
{p = (char*)malloc(100);
}void Test(void)
{char* str = NULL;GetMemory(str);strcpy(str, "hello world");printf(str);
}

程序运行结果如下：

1.main中malloc申请的空间没有free

2.strcpy对NULL解引用，导致程序崩溃

正确写法1：

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<string.h>void GetMemory(char* *p)
{*p = (char*)malloc(100);
}void Test(void)
{char* str = NULL;GetMemory(&str);strcpy(str, "hello world");printf(str);free(str);str = NULL;
}int main()
{Test();return 0;
}

程序结果如下：

正确写法二：

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<string.h>char* GetMemory()
{char* p = NULL;p = (char*)malloc(100);return p;
}void Test(void)
{char* str = NULL;str = GetMemory();strcpy(str, "hello world");printf(str);free(str);str = NULL;
}int main()
{Test();return 0;
}

结果如下：

2.2

运行以下代码Test会有什么结果？

char* GetMemory(void)
{char p[] = "hello world";return p;
}
void Test(void)
{char* str = NULL;str = GetMemory();printf(str);
}

程序结果如下：

解析：

p出了函数作用域就销毁了，哪怕str指向了字符数组，由于函数在栈区被销毁，就不会存在了，所以打印不出hello world

2.3

运行以下代码Test会有什么结果？

void GetMemory(char** p, int num)
{* p = (char*)malloc(num);
}void Test(void)
{char* str = NULL;GetMemory(&str, 100);strcpy(str, "hello");printf(str);
}

运行结果如下：

解析：

没有free(str),str没有释放，会导致内存泄漏

2.4

运行以下代码Test会有什么结果？

void Test(void)
{char* str = (char*)malloc(100);strcpy(str, "hello");free(str);if (str != NULL){strcpy(str, "world");printf(str);}
}

程序结果如下：

解析：

str在free后没有置空，成为了野指针，然后我们进行拷贝，编译器会提示我们使用了未初始化的内存。这题本质上考的还是free后有没有置空。

三、柔性数组

也许你从来没有听说过柔性数组（flexible array）这个概念，但是它确实是存在的。C99中，结构中的最后一个元素允许是未知大小的数组，这就叫做『柔性数组』成员。

例如：

typedef struct st_type
{int i;int a[0];//柔性数组成员
}type_a;

有的编译器无法编译，可以改成：

typedef struct st_type
{int i;int a[];
}type_a;

3.1柔性数组的特点

结构中的柔性数组成员前面必须至少⼀个其他成员。
• sizeof返回的这种结构大小不包括柔性数组的内存。
• 包含柔性数组成员的结构用malloc()函数进行内存的动态分配，并且分配的内存应该大于结构的大小，以适应柔性数组的预期大小。

3.2柔性数组的使用

typedef struct st_type
{int i;int a[0];//柔性数组成员
}type_a;int main()
{int i = 0;type_a* p = (type_a*)malloc(sizeof(type_a) + 10 * sizeof(int));p->i = 10;for (i = 0; i < 10; i++){p->a[i] = i;}//缩短数组长度type_a* ptr = (type_a*)realloc(p, 15 * sizeof(int));if (ptr == NULL){perror("realloc");}else{p = ptr;ptr = NULL;}free(p);p = NULL;return 0;
}