C內存分配的學習帖子

轉自zol論壇

內存分配方式有三種：
（1） 從靜態存儲區域分配。內存在程序編譯的時候就已經分配好，這塊內存在程序的
整個運行期間都存在。例如全局變量，static 變量。
（2） 在棧上創建。在執行函數時，函數內局部變量的存儲單元都可以在棧上創建，函
數執行結束時這些存儲單元自動被釋放。棧內存分配運算內置於處理器的指令集
中，效率很高，但是分配的內存容量有限。
（3） 從堆上分配，亦稱動態內存分配。程序在運行的時候用malloc 或new 申請任意多
少的內存，程序員自己負責在何時用free 或delete 釋放內存。動態內存的生存期
由我們決定，使用非常靈活，但問題也最多。
void GetMemory(char *p)
{
     p = (char *)malloc(100);
}
void Test(void)
{
    char *str = NULL;
    GetMemory(str);
    strcpy(str, "hello world");
    printf(str);
}
請問運行Test 函數會有什麼樣的結果？
答：程序崩潰。
因爲GetMemory 並不能傳遞動態內存，
Test 函數中的 str 一直都是 NULL。
strcpy(str, "hello world");將使程序崩
潰。
char *GetMemory(void)
{
    char p = "hello world";
    return p;
}
void Test(void)
{
    char *str = NULL;
    str = GetMemory();
    printf(str);
}
請問運行Test 函數會有什麼樣的結果？
答：可能是亂碼。
因爲GetMemory 返回的是指向“棧內存”
的指針，該指針的地址不是 NULL，但其原
現的內容已經被清除，新內容不可知。
void GetMemory2(char **p, int num)
{
    *p = (char *)malloc(num);
}
void Test(void)
{
    char *str = NULL;
    GetMemory(&str, 100);
    strcpy(str, "hello");
    printf(str);
}
請問運行Test 函數會有什麼樣的結果？
答：
（1）能夠輸出hello
（2）內存泄漏
void Test(void)
{
    char *str = (char *) malloc(100);
    strcpy(str, “hello”);
    free(str);
if(str != NULL)
{
    strcpy(str, “world”);
    printf(str);
}
}
請問運行Test 函數會有什麼樣的結果？
答：篡改動態內存區的內容，後果難以預
料，非常危險。
因爲free(str);之後，str 成爲野指針，
if(str != NULL)語句不起作用。
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void GetMemory2(char **p, int num)
{
    *p = (char *)malloc(sizeof(char) * num);
}
void Test2(void)
{
    char *str = NULL;
    GetMemory2(&str, 100); // 注意參數是 &str，而不是str
    strcpy(str, "hello");
    cout<< str << endl;
    free(str);
}
如果非得要用指針參數去申請內存，那麼應該改用“指向指針的指針”.由於“指向指針的指針”這個概念不容易理解，我們可以用函數返回值來傳遞動態內存。
char *GetMemory3(int num)
{
     char *p = (char *)malloc(sizeof(char) * num);
     return p;
}
void Test3(void)
{
     char *str = NULL;
     str = GetMemory3(100);
     strcpy(str, "hello");
     cout<< str << endl;
     free(str);
}
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用函數返回值來傳遞動態內存這種方法雖然好用，但是常常有人把return 語句用錯
了。這裏強調不要用return 語句返回指向“棧內存”的指針，因爲該內存在函數結束時
自動消亡 char *GetString(void)
{
     char p = "hello world";
     return p; // 編譯器將提出警告
}
void Test4(void)
{
     char *str = NULL;
     str = GetString(); // str 的內容是垃圾
     cout<< str << endl;
}
用調試器逐步跟蹤Test4，發現執行str = GetString 語句後str 不再是NULL 指針，
但是str 的內容不是“hello world”而是垃圾。 char *GetString2(void)
{
     char *p = "hello world";
     return p;
}
void Test5(void)
{
     char *str = NULL;
     str = GetString2();
     cout<< str << endl;
}
函數Test5 運行雖然不會出錯，但是函數GetString2 的設計概念卻是錯誤的。因爲
GetString2 內的“hello world”是常量字符串，位於靜態存儲區，它在程序生命期內
恆定不變。無論什麼時候調用GetString2，它返回的始終是同一個“只讀”的內存塊。