本次主要学习和理解C语言中的内存管理
1、存储区划分
按照地址从高到低的顺序：栈区，堆区，静态区，常量区，代码区
1> 栈区：局部变量的存储区域
局部变量基本都在函数、循环、分支中定义
栈区的内存空间由系统自动分配和回收
栈顶，栈底：先定义的局部变量存储区域从栈底开始分配，后定义的局部变量向栈顶分配
特点：先进后出，后进先出
当函数、循环、分支结束后，局部变量的生命周期结束，不能被使用，由系统自动回收内存空间
void test1() {
int a = ;
}
void test2() {
int a; // 栈区不会将数据清空，故输出为上个变量的值
printf("a = %d\n", a);
}
int main(int argc, const char * argv[]) {
test1();
test2();
}
运行结果
运行的结果a = 100是函数test1()中的值，只是当函数test1()运行结束后，栈区内存被自动回收，但是栈区不会将数据清空，当函数test2()再定义一个变量且不进行初始化时，输出就是上个变量的值。
栈区的内存安全问题：在函数中返回栈区的地址是不安全的！
2> 静态区：静态变量和全局变量的存储区域
静态区的内存空间由系统自动分配和回收
生命周期和整个程序一样长
int test3(int num) {
static int s = ;
s++;
return num += s;
}
int main(int argc, const char * argv[]) {
printf("%d\n", test3());
printf("%d\n", test3());
}
运行结果
为什么第二次的运行结果是12呢？
因为用static修饰的变量称为静态变量，它只能初始化一次，第二次函数调用时，static int s = 5; 并没有执行，故 s 的值为，最后的结果是
3> 常量区：常量的存储区域
常量区的内存空间由系统自动分配和回收
常量区的内容只能读取不能修改
4> 代码区：所有的语句编译成二进制指令存放在代码区
代码区的内存空间由系统自动分配和回收
代码区的内容只能读取不能修改
程序结束后，代码区的内存空间由系统回收
5> 堆区：由编程人员手动管理的区域(手动申请，手动释放)
2、内存分配函数
1> void *malloc(size)
void * 为任意类型的指针
函数的作用：在堆区申请size个字节的存储空间，然后把存储空间的首地址返回
在堆区申请一块内存空间存放字符串
char str[] = "zifuchuan";
char *p = malloc(strlen(str) + ); strcpy(p, str);
printf("%s\n", str);
在堆区申请一块内存空间存放结构体变量
Student stu = {"xiaoming", , 'm'};
Student *p = malloc(sizeof(Student));
*p = stu;
*p是结构体指针，结构体指针访问结构体成员变量的两种方法如下：
第一种：(*p).成员变量名
printf("第一种：(*p).成员变量名:name = %s, age = %d, gender = %c\n", (*p).name, (*p).age, (*p).gender);
第二种：使用指向运算符：-> ，格式：结构体指针变量(p) -> 成员变量
printf("第二种：使用指向运算符:->:name = %s, age = %d, gender = %c\n", p->name, p->age, p->gender);
2> void free(void *)
释放开辟的存储空间
完整的管理堆区内存代码
int *p = malloc(sizeof(int));
*p = ;
printf("%d\n", *p);
free(p);
p = NULL;
在C语言中访问空地址的存储空间会发生崩溃
int *p = malloc(sizeof(int));
2 *p = ;
printf("%d\n", *p);
free(p);
p = NULL; printf("%d\n", *p);//访问空地址
运行结果
野指针异常
野指针：指针指向了不属于自己管理的存储区域
int *p = malloc(sizeof(int));
*p = ;
printf("%d\n", *p);
free(p);
printf("%d\n", *p); // 野指针异常
练习：输入3个单词，动态分配内存保存单词，并在最后输出。
提示:定义一个指针数组 char * words[3] = {0}； 保存堆区空间的地址，堆区空间存储数据。
char *words[] = {};
char string[] = {};
for (int i = ; i < ; i++) {
printf("请输入一个单词：\n");
scanf("%s", string);
getchar();
// 根据单词的长度，在堆区开辟存储空间
words[i] = malloc(strlen(string) + );
// 把输入的字符串拷贝到堆区内存中
strcpy(words[i], string);
}
printf("输出：\n");
for (int i = ; i < ; i++) {
printf("%s\n", words[i]);
free(words[i]);
}
3、其他的内存操作函数
1> void *calloc(int n, unsigned size)
在堆区申请n * size 个字节的存储空间，并把存储空间的首地址返回
会将存储空间做清0操作，效率比malloc低
int *p = malloc(sizeof(int) * );
printf("%d %d %d %d\n", *p, *(p + ), *(p + ), *(p + ));
int *q = calloc(, sizeof(int));
printf("%d %d %d %d\n", *q, *(q + ), *(q + ), *(q + ));
运行结果
2> void *realloc(void *, size)
在给定的地址空间的基础上，如果当前指针的地址足够大，那么将地址扩大，如果空间不足，那么重新找一块新的存储空间，然后释放原来指针指向的存储空间，把新的地址返回
int *p_old = malloc(sizeof(int));
printf("%p\n", p_old); int *p_new = realloc(p_old, );
printf("%p\n", p_new);
3> void *memset(void *, int, size)
在给定的地址空间开始，将 int 型的数值拷贝 size 次
int *p = malloc(sizeof(int));
memset(p, , ); // 将p指向的存储空间的数据置为0
4> void *memcpy(void *p, const void *q, unsigned long size)
从q指向的存储空间开始拷贝size个字节的数据到p指向的存储空间
char name[] = "hello";
memcpy(name, "hi", );
printf("%s\n", name);
5>int memcmp(const void *p, const void *q, size)
从p，q指向的地址开始比较size个字节的数据,相等为0，不等为-1
int num1[] = {, , };
int num2[] = {, , };
int result = memcmp(num1, num2, sizeof(num1));// 相等为0，不等为-1
printf("result = %d\n", result);