Dynamická alokace paměti v C pomocí malloc(), calloc(), free() a realloc()

Dynamická alokace paměti v C pomocí malloc(), calloc(), free() a realloc()

Protože C je strukturovaný jazyk, má určitá pevná pravidla pro programování. Jedním z nich je změna velikosti pole. Pole je kolekce položek uložených v souvislých paměťových místech.

pole

Jak je vidět, délka (velikost) pole výše je 9. Ale co když existuje požadavek na změnu této délky (velikost)? Například,

  • Pokud nastane situace, kdy je potřeba do tohoto pole zadat pouze 5 prvků. V tomto případě zbývající 4 indexy pouze plýtvají pamětí v tomto poli. Existuje tedy požadavek zmenšit délku (velikost) pole z 9 na 5.
  • Vezměte si jinou situaci. V tomto je pole 9 prvků s vyplněnými všemi 9 indexy. Do tohoto pole je ale potřeba zadat další 3 prvky. V tomto případě jsou vyžadovány 3 indexy navíc. Takže délku (velikost) pole je třeba změnit z 9 na 12.

Tento postup se označuje jako Dynamická alokace paměti v C .
Proto C Dynamická alokace paměti lze definovat jako proceduru, ve které se během běhu mění velikost datové struktury (jako Array).
C poskytuje některé funkce k dosažení těchto úkolů. Existují 4 knihovní funkce poskytované jazykem C definované pod hlavičkový soubor pro usnadnění dynamické alokace paměti v programování C. Oni jsou:

  1. malloc()
  2. calloc()
  3. volný, uvolnit()
  4. realloc()

Podívejme se na každou z nich podrobněji.

C malloc() metoda

The malloc nebo alokace paměti metoda v C se používá k dynamickému přidělování jednoho velkého bloku paměti o zadané velikosti. Vrací ukazatel typu void, který lze přetypovat na ukazatel libovolného tvaru. Neinicializuje paměť v době provádění, takže zpočátku inicializovala každý blok s výchozí hodnotou nesmyslu.

Syntaxe malloc() v C

ptr = (cast-type*) malloc(byte-size)   For Example: 

ptr = (int*) malloc(100 * sizeof(int));
Protože velikost int je 4 bajty, tento příkaz přidělí 400 bajtů paměti. A ukazatel ptr obsahuje adresu prvního bytu v přidělené paměti.

Pokud není dostatek místa, přidělení se nezdaří a vrátí ukazatel NULL.

Příklad malloc() v C

C




#include> #include> int> main()> {> > // This pointer will hold the> > // base address of the block created> > int> * ptr;> > int> n, i;> > // Get the number of elements for the array> > printf> (> 'Enter number of elements:'> );> > scanf> (> '%d'> ,&n);> > printf> (> 'Entered number of elements: %d '> , n);> > // Dynamically allocate memory using malloc()> > ptr = (> int> *)> malloc> (n *> sizeof> (> int> ));> > // Check if the memory has been successfully> > // allocated by malloc or not> > if> (ptr == NULL) {> > printf> (> 'Memory not allocated. '> );> > exit> (0);> > }> > else> {> > // Memory has been successfully allocated> > printf> (> 'Memory successfully allocated using malloc. '> );> > // Get the elements of the array> > for> (i = 0; i ptr[i] = i + 1; } // Print the elements of the array printf('The elements of the array are: '); for (i = 0; i printf('%d, ', ptr[i]); } } return 0; }>

Výstup

Enter number of elements: 5 Memory successfully allocated using malloc. The elements of the array are: 1, 2, 3, 4, 5, 

C metoda calloc().

  1. calloc nebo souvislá alokace metoda v C se používá k dynamickému přidělování zadaného počtu bloků paměti zadaného typu. je velmi podobný malloc(), ale má dva různé body a tyto jsou:
  2. Inicializuje každý blok s výchozí hodnotou „0“.
  3. Má dva parametry nebo argumenty ve srovnání s malloc().

Syntaxe calloc() v C

ptr = (cast-type*)calloc(n, element-size); here, n is the no. of elements and element-size is the size of each element. 

Například:

ptr = (float*) calloc(25, sizeof(float));
Tento příkaz alokuje souvislý prostor v paměti pro 25 prvků, z nichž každý má velikost plováku.

Pokud není dostatek místa, přidělení se nezdaří a vrátí ukazatel NULL.

Příklad calloc() v C

C




#include> #include> int> main()> {> > // This pointer will hold the> > // base address of the block created> > int> * ptr;> > int> n, i;> > // Get the number of elements for the array> > n = 5;> > printf> (> 'Enter number of elements: %d '> , n);> > // Dynamically allocate memory using calloc()> > ptr = (> int> *)> calloc> (n,> sizeof> (> int> ));> > // Check if the memory has been successfully> > // allocated by calloc or not> > if> (ptr == NULL) {> > printf> (> 'Memory not allocated. '> );> > exit> (0);> > }> > else> {> > // Memory has been successfully allocated> > printf> (> 'Memory successfully allocated using calloc. '> );> > // Get the elements of the array> > for> (i = 0; i ptr[i] = i + 1; } // Print the elements of the array printf('The elements of the array are: '); for (i = 0; i printf('%d, ', ptr[i]); } } return 0; }>

Výstup

Enter number of elements: 5 Memory successfully allocated using calloc. The elements of the array are: 1, 2, 3, 4, 5, 

C free() metoda

volný, uvolnit metoda v C se používá k dynamicky de-alokovat vzpomínka. Paměť alokovaná pomocí funkcí malloc() a calloc() není sama o sobě alokována. Proto se metoda free() používá vždy, když dochází k dynamické alokaci paměti. Pomáhá snižovat plýtvání pamětí tím, že ji uvolňuje.

Syntaxe free() v C

free(ptr); 

Příklad free() v C

C




#include> #include> int> main()> {> > // This pointer will hold the> > // base address of the block created> > int> *ptr, *ptr1;> > int> n, i;> > // Get the number of elements for the array> > n = 5;> > printf> (> 'Enter number of elements: %d '> , n);> > // Dynamically allocate memory using malloc()> > ptr = (> int> *)> malloc> (n *> sizeof> (> int> ));> > // Dynamically allocate memory using calloc()> > ptr1 = (> int> *)> calloc> (n,> sizeof> (> int> ));> > // Check if the memory has been successfully> > // allocated by malloc or not> > if> (ptr == NULL || ptr1 == NULL) {> > printf> (> 'Memory not allocated. '> );> > exit> (0);> > }> > else> {> > // Memory has been successfully allocated> > printf> (> 'Memory successfully allocated using malloc. '> );> > // Free the memory> > free> (ptr);> > printf> (> 'Malloc Memory successfully freed. '> );> > // Memory has been successfully allocated> > printf> (> ' Memory successfully allocated using calloc. '> );> > // Free the memory> > free> (ptr1);> > printf> (> 'Calloc Memory successfully freed. '> );> > }> > return> 0;> }>

Výstup

Enter number of elements: 5 Memory successfully allocated using malloc. Malloc Memory successfully freed. Memory successfully allocated using calloc. Calloc Memory successfully freed. 

C metoda realloc().

realloc nebo přerozdělení metoda v C se používá k dynamické změně alokace paměti dříve přidělené paměti. Jinými slovy, pokud paměť dříve přidělená pomocí malloc nebo calloc nestačí, lze použít realloc dynamicky znovu alokovat paměť . opětovné přidělení paměti zachová již současnou hodnotu a nové bloky budou inicializovány s výchozí hodnotou nesmyslu.

Syntaxe realloc() v C

ptr = realloc(ptr, newSize); where ptr is reallocated with new size 'newSize'. 

Pokud není dostatek místa, přidělení se nezdaří a vrátí ukazatel NULL.

Příklad realloc() v C

C




#include> #include> int> main()> {> > // This pointer will hold the> > // base address of the block created> > int> * ptr;> > int> n, i;> > // Get the number of elements for the array> > n = 5;> > printf> (> 'Enter number of elements: %d '> , n);> > // Dynamically allocate memory using calloc()> > ptr = (> int> *)> calloc> (n,> sizeof> (> int> ));> > // Check if the memory has been successfully> > // allocated by malloc or not> > if> (ptr == NULL) {> > printf> (> 'Memory not allocated. '> );> > exit> (0);> > }> > else> {> > // Memory has been successfully allocated> > printf> (> 'Memory successfully allocated using calloc. '> );> > // Get the elements of the array> > for> (i = 0; i ptr[i] = i + 1; } // Print the elements of the array printf('The elements of the array are: '); for (i = 0; i printf('%d, ', ptr[i]); } // Get the new size for the array n = 10; printf(' Enter the new size of the array: %d ', n); // Dynamically re-allocate memory using realloc() ptr = (int*)realloc(ptr, n * sizeof(int)); // Memory has been successfully allocated printf('Memory successfully re-allocated using realloc. '); // Get the new elements of the array for (i = 5; i ptr[i] = i + 1; } // Print the elements of the array printf('The elements of the array are: '); for (i = 0; i printf('%d, ', ptr[i]); } free(ptr); } return 0; }>

Výstup

Enter number of elements: 5 Memory successfully allocated using calloc. The elements of the array are: 1, 2, 3, 4, 5, Enter the new size of the array: 10 Memory successfully re-allocated using realloc. The elements of the array are: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 

Dalším příkladem metody realloc() je:

C




#include> #include> int> main()> {> > int> index = 0, i = 0, n,> > *marks;> // this marks pointer hold the base address> > // of the block created> > int> ans;> > marks = (> int> *)> malloc> (> sizeof> (> > int> ));> // dynamically allocate memory using malloc> > // check if the memory is successfully allocated by> > // malloc or not?> > if> (marks == NULL) {> > printf> (> 'memory cannot be allocated'> );> > }> > else> {> > // memory has successfully allocated> > printf> (> 'Memory has been successfully allocated by '> > 'using malloc '> );> > printf> (> ' marks = %pc '> ,> > marks);> // print the base or beginning> > // address of allocated memory> > do> {> > printf> (> ' Enter Marks '> );> > scanf> (> '%d'> , &marks[index]);> // Get the marks> > printf> (> 'would you like to add more(1/0): '> );> > scanf> (> '%d'> , &ans);> > if> (ans == 1) {> > index++;> > marks = (> int> *)> realloc> (> > marks,> > (index + 1)> > *> sizeof> (> > int> ));> // Dynamically reallocate> > // memory by using realloc> > // check if the memory is successfully> > // allocated by realloc or not?> > if> (marks == NULL) {> > printf> (> 'memory cannot be allocated'> );> > }> > else> {> > printf> (> 'Memory has been successfully '> > 'reallocated using realloc: '> );> > printf> (> > ' base address of marks are:%pc'> ,> > marks);> ////print the base or> > ///beginning address of> > ///allocated memory> > }> > }> > }> while> (ans == 1);> > // print the marks of the students> > for> (i = 0; i <= index; i++) {> > printf> (> 'marks of students %d are: %d '> , i,> > marks[i]);> > }> > free> (marks);> > }> > return> 0;> }>

Výstup: