内存管理-Linux下C编程指南

1.

静态内存

编译的时候预申请的内存，不需要自己管理，所属函数执行完毕后自动回收

缺陷：

类似下面的函数会出错：

char *uppr(char *oldstring)
{
    char newstring[100];
    ...
    return newstring;
}

因为函数执行完毕后字符数组new已经被销毁了，指针指向的位置当然就不是正确的地址。

此函数可以通过以下方式解决：

void uppr(char *old,char *new)
{
    ...
}

可以将两个字符数组传入，然后将更改写回new中。

可以实现的原因是new 所代表的数组地址是主函数定义的，更改不会随着子函数销毁而销毁，因此在子函数中对主函数变量指针的改变可以实现，经典实现就是双返回的交换

如下：

void swap(int *a,int *b)
{
    int c;
    c=*a;
    *a=*b;
    *b=c;
}

调用
swap(&a,&b);

2.

溢出

使用了超出已申请的内存，就是在申请数组是100个元素的情况下写入了101及以上个元素，或企图读取到101个及以上位置的元素

引用错误的结果不可预期，通常安全性都出自溢出区，读取了本来不能读取的位置而启动了另外的程序。

写入的错误可能会导致其他程序的数据被覆盖，程序也会出现错误。

解决方式：

通常是在进行操作时判断空间大小，进行截取，即将超出部分删除，但是这样会导致数据丢失

3.

动态内存

在程序运行过程中动态进行分配的内存，通常是自己申请

主要函数

#include<stdlib.h>
void *malloc(size_t size)
void *calloc(size_t nmemb,size_t size)

释放内存
void *free(void *ptr)

调整内存
void *realloc(void *ptr,size_t size)

注意动态内存的释放不由系统决定，而是必须使用free函数才能释放，因此在子函数中可以返回指向申请的内存的指针

例如：

char *uppr(char *old)
{
    char *new;
    if(new=malloc(strlen(old)+1)){
        strcpy(new,old);
        int i;
        for(i=0;i<strlen(new);++i){
            if(new[i]>=97 && new[i]<=122){
                new[i]-=32;
            }
        }
    }else{
        exit(255);
    }
    return new;
}

此时子函数执行完毕后new并不会被销毁，因此可以返回此地址,但是在使用完毕后最好将他是free掉。

另外，realloc函数当ptr为NULL时，等价于malloc，size为0时，相当于free

注意free后指针变为悬空指针，不可以访问（不是不能，访问悬空指针会发生不可预知的异常）。

4.

分配堆栈

#include<stdlib.h>
void *alloca(size_t size)

此时分配的内存在函数结束时被自动收回，一般很少用

5.

内存锁定

一般情况下，如果内存一段时间内不使用，系统会自动将其转移到磁盘上原位置放置新数据，如果想禁止此区域被转移，可以使用内存锁定

常用函数为

#include<sys/types.h>//锁定内存首地址+长度
int mlock(const void *addr,size_t length);//解锁内存，首地址+长度
int munlock(void *addr,size_t lemgth);/*锁定内存页，flag选项：*MCL_CURRENT　　所有内存页*MCL_FUTURE　　所有为进程添加的地址页*/int mlockall(int flag);
int munlockall(void);

（以上函数只限root用户）