c語言內(nèi)存管理、野指針、malloc

C語言一共定義四個(gè)區(qū)塊：代碼區(qū)、全局變量和靜態(tài)變量區(qū)、棧、堆

針對四個(gè)區(qū)塊，用戶的內(nèi)存分配也有三種不同的方式：

靜態(tài)變量區(qū)：在代碼編譯的時(shí)候就分配好了，比如全局變量，被static定義的變量

堆：這需要程序員自己分配和釋放，分別使用malloc和free函數(shù)

棧：在程序運(yùn)行的時(shí)候，系統(tǒng)會自動(dòng)的給程序分配內(nèi)存，在程序結(jié)束的時(shí)候，就自動(dòng)的釋放

堆和棧的區(qū)別：

分配方式不同：

棧是在程序運(yùn)行的時(shí)候，由系統(tǒng)自動(dòng)分配的，在程序執(zhí)行完，自動(dòng)釋放的

堆是的申請和釋放都是由程序員自己完成

空間大小不同：

（1）棧：棧是向低地址擴(kuò)展的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，是一塊連續(xù)的內(nèi)存區(qū)域(它的生長方向與內(nèi)存的生長方向相反)。棧的大小是固定的。如果申請的空間超過棧的剩余空間時(shí)，將提示overflow。

（2）堆：堆是高地址擴(kuò)展的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（它的生長方向與內(nèi)存的方向相同），是不連續(xù)的內(nèi)存區(qū)域。這是由于系統(tǒng)使用鏈表來存儲空閑內(nèi)存地址的，自然是不連續(xù)的，而鏈表的遍歷方向是由底地址向高地址。堆的大小受限于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中有效的虛擬內(nèi)存。

碎片：

對于堆來講，頻繁的new/delete勢必會造成內(nèi)存空間的不連續(xù)，從而造成大量的碎片，使程序效率降低。對于棧來講，則不會存在這個(gè)問題，

1、代碼區(qū)：存放我們編寫的代碼和字符串常量，屬性是只讀的，所以不用太多的討論

2、全局變量和靜態(tài)變量區(qū)：存放通過static關(guān)鍵字定義的變量，這塊區(qū)域的數(shù)據(jù)在程序編譯時(shí)就存在，在程序運(yùn)行結(jié)束后釋放。

3、棧區(qū)：在棧上存放，存儲函數(shù)運(yùn)行時(shí)的局部變量，函數(shù)運(yùn)行結(jié)束后自動(dòng)釋放，獲取和釋放都是程序自動(dòng)執(zhí)行的，不需要程序員操作。

4、堆區(qū)：我的理解是，堆區(qū)一般存放的是指針變量，需要通過函數(shù)malloc（）申請。

?????????????實(shí)際上，堆區(qū)存放的一般是只有在程序運(yùn)行的時(shí)候才能確定的變量，因?yàn)闊o法確定變量的大小，編譯器無法給這些變量分配空間，所以需要程序員手動(dòng)分配內(nèi)存空間。

注意：malloc（）和free（）函數(shù)要成對出現(xiàn)，

若只有malloc（）無free（）會造成內(nèi)存的泄露（只分配沒釋放，別的變量無法再使用該區(qū)域）

若free（）過多，則會出錯(cuò)，因?yàn)樵搮^(qū)域可能已經(jīng)被再分配（在別的文件中分配）。

野指針：指向的地址是不確定的指針

有三種情況會造成野指針的出現(xiàn)

1、指針定義之后沒有初始化，其值是不確定的

2、指針被free后，沒有賦值NULL，后續(xù)又使用了該指針

3、指針的操作超越了變量的作用范圍（不是指針越界）

4、函數(shù)返回指向棧內(nèi)存的指針（棧內(nèi)存在函數(shù)運(yùn)行結(jié)束后被釋放）

遺留問題：

問題一：野指針出現(xiàn)情況第三條，指針的操作超越了變量的作用范圍，例

int main()

{

?????????int a[5] = {1,2,3,4,5},*p,i,n;

?????????n = sizeof(a)/sizeof(n);

?????????p = a;

?????????for(i=0;i<=n;i++)

?????????{

???????????????????printf("%d", *p);

???????????????????p++;??//程序運(yùn)行后，p指向數(shù)組以外的空間

?????????}

?????????*p =100;??//對非法內(nèi)存進(jìn)行寫操作

?????????printf("*p=%dn",*p);

?????????return 0;

}

假設(shè)：a = 0x99f90000，這是數(shù)組a的首地址，也是元素a[0]的首地址，for循環(huán)運(yùn)行結(jié)束之后，p的值0x99f90005，指向的是元素a[4]的下一個(gè)地址，雖然這個(gè)地址所存儲的數(shù)據(jù)是不確定的，但是此地址是確定的，為什么說是非法內(nèi)存呢？

因?yàn)閍這個(gè)數(shù)組中并沒有a[5]這個(gè)成員變量，也就是說棧中沒有為a[5]分配?？臻g。