c06.09

什么是堆内存：

是进程中的一个内存段(text\data\bss\heap\stack)，是由程序员手动管理
特点：足够大，缺点：使用麻烦

为什么要使用堆内存：

1、随着程序的复杂而数据变多
2、其他的内存段申请和释放不受控制，堆内存的申请释放受控制

如何使用堆内存：

注意：C语言中没有控制堆内存的语句，只能使用C标准库中的函数
#include <stdlib.h>

void *malloc(size_t size);
功能：从堆内存中申请size个字节的内存
返回值：成功时返回申请到的内存的首地址，失败返回NULL
注意：通过malloc申请的堆内存中存储的是什么内容不确定，可以确定直接初始化为NULL

void free(void *ptr);
功能：释放一块堆内存
ptr：要释放的堆内存的首地址
注意：可以释放NULL，但是不能重复释放和非法地址
注意：释放仅仅是使用权，而且数据并不会全部清理为0

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，申请到的依然是连续的内存
注意：通过calloc申请到的内存会被初始化为0

void *realloc(void *ptr, size_t size);
功能：改变已有内存块的大小，size表示调整后的大小，在原有基础上调大或者调小
返回值：是调整后的内存块的首地址，必须要重新接收返回值，因为可能不是在原来的位置的调整的
如果不能在原来的位置上进行：
1、申请一块新的符合大小要求的内存块
2、把原内存块中的数据拷贝过去
3、把原内存块释放掉，返回新内存块的首地址

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来管理
但是并不意味着可以越界访问，因为malloc还会把使用权分配给其他人，这样就会产生脏数据

每个内存块之间会有一些空隙(4~12字节)，这些空隙一些是为了内存对齐，其中一定有4个字节是用来记录malloc的维护信息，这些维护信息决定了下次分配内存的位置，如果这些维护信息被破坏时，会影响接下来的malloc和free函数的调用

堆内存越界的后果？ （以上的管理机制错误就是后果）

使用堆内存要注意的问题：
内存泄漏：
内存无法再使用，也无法释放，而再次使用时只能重新申请，然后又重复以上过程，日积月累会导致系统中可用的内存越来越少
注意：程序一旦结束，属于它的资源全部都会被操作系统回收
如何尽量避免内存泄漏：
谁申请的谁释放，谁知道该释放谁释放
如何判断定位内存泄漏：（上网搜一下）
1、查看内存的使用情况
2、分析代码，借助代码分析工具来检查malloc free的使用情况
3、封装啊malloc、free函数，记录调用的信息到日志中
内存碎片：
已经释放了但是无法再继续使用的内存叫做内存碎片，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、不要频繁地申请和释放内存
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：想要设置的ASCII码
n：内存块的字节数
返回值：成功后返回内存的首地址

堆内存定义二维数组：

指针数组：定义n*m的二维数组

            ```c

类型* 数组名[n];
for(int i=0;i<n;i++)
{
arr[i] = malloc(m*sizeof(类型));
}
```

注意:每行m的值可以不同，形成不规则的二维数组,[n] 中指的是数组里面有多少的个数，下数组指针也是如此

数组指针：

类型 (*指针名)[n] =malloc(sizeof(类型)*m*n);
    申请了m行n列的二维数组

注意：所有的多维数组都是用一维数组模拟的，不可以形成不规则的，必须是规则的

字符：

在计算机中字符是以整数形式存储的，当需要显示时会根据ASCII码中对应关系显示对应的符号或图案

‘\0’ 0

‘0’ 48

’A‘ 65

’a‘ 97

printf("%c",ch);

串：

是一种数据结构，由一组连续的若干个相同类型的数据组成，末尾是有一个结束标志，对于这种数据结构的处理都是批量性的，从开头位置到结束标志为止。

字符串：

由字符组成的串型结构，结束标识是‘\0’

字符串的输入：

scanf("%s", 地址);

注意：不能输入空格

char *gets(char *s); *s是数组首地址

功能：输入字符串，同时可以接收空格

char 返回值：实现链式调用（把一个函数的返回自，作为另一个函数的参数）

char *gets(char *s,int size,FILE *stream);char

功能：可以设置输入的字符串长度最多为size-1个字符，超出部分会不接受，会给末尾留下’\0‘预留位置

注意：如果未超出换行会接收输入的最后一个\n,即enter键

stdin 键盘输入

stdout 屏幕输出

字符串的输出：

printf("%s",地址);

int puts(const char *s);

功能：输出一个字符串，在末尾自动添加一个\n

int 返回值：成功输出的字符个数

字符串的存在形式：

 ####  字符数组：char str [n]

由char类型组成的数组，里面有n个元素,要为\0'预留位置

优点：使用的是栈内存，数据可以修改

缺点：给\0预留位置，初始化麻烦

初始化： example：

  ```c

char str[6] ={'a','b','c','d','e'};
```

字符串字面值：

“由双引号下若干个字符”，末尾会自动添加\0

字符串字面值是以地址形式存在的，该数据存储在代码段，如果修改会产生段错误

const char* p = “strstr”；

sizeof("strstr");结果是字符个数+1；

注意：末尾隐藏了个\0

注意：多了一模一样的字符串字面值在代码段中只会存在一份

平时的使用方法：

字符串数组 = 字符串字面值

```

char str[20] = "hello world";
```

赋值完成后字符串会存在两份，一份存在代码段，另一方份存在栈内存（可修改的）

练习1：实现一个函数，判断字符串是否是回文串

字符串的常用操作：

size_t strlen(const char *s);
功能：计算字符串的长度，结果不包括'\0'

char *strcpy(char *dest, const char *src);
功能：把src拷贝给dest，相当于给dest赋值 =
返回值：dest(链式调用)

char *strcat(char *dest, const char *src);
功能：把src追加到dest的末尾，相当于+=
返回值：dest(链式调用)

int strcmp(const char *s1, const char *s2);
功能：比较两个字符串，根据字典序，谁在前面谁小，一旦计算出结果立即返回，后面不再比较
返回值：
s1 > s2 正数
s1 == s2 0
s1 < s2 负数

char *strncpy(char *dest, const char *src, size_t n);
功能：只把src前n个字符拷贝给dest，相当于给dest赋值

char *strncat(char *dest, const char *src, size_t n);
功能：只追加n个字符

int strncmp(const char *s1, const char *s2, size_t n);
功能：只比较前n个字符

常见的笔试面试题：
自己实现strlen、strcpy、strcat、strcmp四个函数

char *strstr(const char *haystack, const char *needle);
功能：在haystck中查找是否存在needle子串
返回值：在haystck中第一次出现needle的位置，如果找不到返回NULL

int sprintf(char *str, const char *format, ...);
功能：把各大类型的数据输出到str中
返回值：字符串str的长度

int sscanf(const char *str, const char *format, ...);
功能：从str中读取数据到变量中
返回值：成功读取到的变量的个数

输出缓冲区：

程序要输出的数据并不能立即显示到屏幕上，而是先存储在输出缓冲区，当满足已ID你那个条件时，才能显示出来

   1. 遇到\n
   2. 遇到输入语句后
   3. 当缓冲区满4k时
   4. 当程序结束时
   5. fflush()函数，手动刷新    fflush(stdout)  标准输出

注意：缓冲区机制可以提高数据的读写速度

输入缓冲区

程序并不会立即获取屏幕上输入的数据，而是按下回车键后程序才从输入缓冲区中读取数据

    1. 当读取整型、浮点型数据，而缓冲区中是字符型数据时，此时会读取失败，并且数据依然会残留在缓冲区中，会影响后面数据的输出
    2. fgets可以指定读取size个字节，如果有多余的数据会残留在输入缓冲区中
    3. 当先输入整型、浮点型数据。紧接着输入字符数据时                                                                         解决方法：scanf(" %c,&ch");   加空格

把输入缓冲区的当前位置指针移动到了缓冲区的末尾，相当于清空了缓冲区，只能在GNU编译环境下使用

stdin->_I0_read_ptr = stdin->_I0_read_end;

posted @ 2021-06-16 17:16 de06 阅读(46) 评论(0) 收藏举报

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