零基础C语言：第十五讲（快速排序、动态内存管理）

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快速排序

• 代码

• 结果

动态内存管理

• 更灵活的内存管理方式

  • 库函数

    • malloc：申请动态内存空间
    • free：释放动态内存空间
    • calloc：申请并初始化一系列内存空间
    • realloc：重新分配内存空间

  • malloc

    • 函数原型：void *malloc(size_t size);
    • malloc函数向系统申请分配size个字节的内存空间，并返回一个指向这块空间的指针（void类型，因为void类型可以转换为任何类型），且申请的空间不会初始化为0，而是随机的。
    • 如果函数调用成功，返回一个指向申请的内存空间的指针，由于返回类型是void指针（void *），所以他可以转换成任何类型的数据；如果函数调用失败，返回值是NULL。另外，如果size参数设置为0，返回值也可能是NULL，但这并不意味着函数调用失败。

    • 举例

      • 代码
      • 结果
    • malloc还可以申请一块任意尺寸的内存空间

    • 举例

      • 代码
      • 结果

    • 初始化内存空间

      • 以mem开头的函数被编入字符串标准库，函数的什么包含在string.h这个头文件中：

        • memset：使用一个常量字节填充内存空间

          • 举例

            • 代码
            • 结果
          • 注意：memset是按字节赋值的，取后8位二进制进行赋值。1的二进制是（00000000 00000000 00000000 00000001），取后8位（00000001），int型占4个字节，当初始化为1时，它把一个int的每个字节都设置为1，也就是0x01010101,二进制是00000001 00000001 00000001 00000001，十进制就是16843009。
        • memcpy：拷贝内存空间
        • memmove：拷贝内存空间
        • memcmp：比较内存空间
        • memchr：在内存空间中搜索一个字符
    • 注：使用该函数分配内存空间是存放在堆上的，使用结束需要手动释放\

  • free

    • 函数原型：void free(void *ptr);
    • free函数释放ptr参数指向的内存空间。该内存空间必须是由malloc、calloc或realloc函数申请的。否则，该函数导致未定义行为。如果ptr参数是NULL，则不执行任何操作。
    • 注意：该函数并不会修改ptr参数的值，所以调用后它仍然指向原来的地方（变为非法空间，指向的是已经释放的不存在的空间）。
    • 举例
    • 结果

  • 内存泄漏

    • 导致内存泄漏主要有两种情况

      • 隐式内存泄漏（即用完内存块没有及时使用free函数释放）

        • 大量申请无用内存

      • 丢失内存块的地址

        • 举例
        • 结果

  • calloc\

    • 函数原型：void *calloc(size_t nmemb,size_t size);
    • calloc函数在内存中动态地申请nmemb个长度为size的连续内存空间（即申请的总空间尺寸为nmemb*size），这些内存空间全部被初始化为0；
    • 下列两种写法等价

  • realloc

    • 函数原型：void *realloc(void *ptr,size_t size);

    • 注意：

      • realloc函数修改ptr指向的内存空间大小为size字节
      • 如果新分配的内存空间比原来的大，则旧内存块的数据不会发生改变；如果新的内存空间大小小于旧的内存空间，可能会导致数据丢失。
      • 该函数将移动内存空间的数据并返回新的指针
      • 如果ptr的参数为NULL，那么调用该函数就相当于调用malloc(size);
      • 如果size参数为0，并且ptr参数不为NULL，那么调用该函数相当于调用free(ptr);
      • 除非ptr参数为NULL，否则ptr的值必须由先前调用malloc、calloc或realloc函数返回
    • 举例
    • 结果