c语言动态分配内存及内存分配部分函数

#include<stdio.h>

/**
在C中动态分配内存的基本步骤有:
1,用malloc类的函数分配内存；
2，用这些内存支持应用程序
3，用free函数释放内存
二、动态内存分配函数
   malloc :从堆上分配内存
   realloc : 在之前分配的内存块的基础上，将内存重新分配为更大或者更小的部分
   calloc: 从堆上分配内存并清零
   free:将内存块返回堆
*/
void mainaa()
{
   int *pi = (int*) malloc(sizeof(int));
   *pi = 5;
   printf("*pi:%d\n",*pi);
   free(pi);
}
//为字符串分配内存，将其初始化，并逐个字符打印字符串，然而每次迭代name都会增加1，最后name会指向字符串结尾的NUL字符，
//分配内存的起始地址丢失了
void mainbb()
{
   //为10个双精度浮点数分配空间，需要80个字节
   //double *pd = (double*)malloc(NUMBER_OF_DOUBLES*sizeof(double));
   //以下程序只分配了10个字节
   const int NUMBER_OF_DOUBLES = 10;
   double *pd = (double*)malloc(NUMBER_OF_DOUBLES);

//初始化静态或全局变量时不能调用函数，下面的代码声明一个静态变量，并试图用
//malloc来初始化，这样会产生一个编译时错误消息
//static int *pi = malloc(sizeof(int));

char *name = (char*)malloc(strlen("Susan")+1);
strcpy(name,"Susan");

while(*name != 0){
       printf("%c",*name);
       name++;
   }
}
/**
   使用calloc函数
   calloc会在分配的同时清空内存，该函数的原型如下：void *calloc(size_t numElements,size_t elementSize);
   calloc函数会根据numElements和elementSize两个参数的乘积来分配内存，并返回一个指向内存的第一个字节的指针。如果不能分配内存
   则返回null，此函数最初用来辅助分配数组内存。
   如果numElements或elementSize为0，那么calloc可能返回空指针。如果calloc无法分配内存就会返回空指针，而且全局变量errno会设置为ENOMEM(内存不足)，
   这是POSIX错误码，有的系统上可能没有
**/
void maincc()
{
   //下面两端代码都是为pi分配了20字节，全部包含0
   //int *pi = calloc(5,sizeof(int));

//int *pi = malloc(5*sizeof(int));
//memset(pi,0,5*sizeof(int));

/**
       memset函数会用某个值填充内存块，第一个参数是指向要填充的缓冲区的指针，第二个参数是填缓冲区的值，最后一个参数是要填充的字节数。
       如果内存需要清零可以使用calloc，不过执行calloc可能比执行malloc慢。cfree函数已经没用了。
   */
}
/**
   realloc函数
   realloc函数会重新分配内存，原型：void *realloc(void *ptr,size_t size);
   realloc函数返回指向内存块的指针。该函数接受两个参数，第一个参数是指向原内存块的指针，第二个是请求的大小。重新分配的块大小和第一个参数
   引用的块大小不同。返回值是指向重新分配的内存的指针。
   请求的大小可以比当前分配的字节数小或者大。如果比当前分配的小，那么多余的内存会还给堆，不能保证多余的内存会被清空。如果比当前分配的大，
   那么可能的话，就在紧挨着当前分配内存的区域分配新的内存，否则就会在堆的其他区域分配并把旧的内存复制到新区域。
   如果大小是0而指针非空，那么就释放内存。如果无法分配空间，那么原来的内存块就保持不变，不过返回的指针是空指针，且errno会设置为ENMOEM,
**/
void maindd()
{
   /**
       下例使用两个变量为字符串分配内存。一开始分配16个字节，但只用到了前面的13个字节(12个十六进制数字外加null结束字符(0))
   */
   char *string1;
   char *string2;
   string1 = (char*)malloc(16);
   strcpy(string1,"0123456789AB");

   /**
       紧接着，用realloc函数指定一个范围更小的内存区域。然后打印这两个变量的地址和内容
   */
   string2 = realloc(string1,8);
   printf("string1 value:%p [%s]\n",string1,string1);
   printf("string2 value:%p [%s]\n",string2,string2);
}
/**
   alloca函数和变长数组
   alloca函数（微软为malloca）在函数的栈帧上分配内存。函数返回后会自动释放内存。若低层的运行时系统不基于栈，
   allocal函数会很难实现，所以这个函数时不标准的，如果应用程序需要可移植就尽量避免使用它。
   C99引入了变长数组(VLA),允许函数内部声明和创建其长度由变量决定的数组，比如:
   void compute(int size){
       char * buffer[size];
       ...
   }
   这意味着内存分配在运行时完成，且将内存作为栈帧的一部分来分配。另外，如果数组用到sizeof操作符，也是在运行时而不是编译时执行。
   这么做只会有一点小小的运行时开销。而且一旦函数退出，立即释放内存。因为我们没有用malloc这类函数来创建数组，所以不应该用free函数来
   释放它。alloca函数也不应该返回指向数组所在内存的指针，但是可以解决。
   VLA的长度不能改变，一经分配其长度就固定了。
**/

/**
   动态内存分配技术
   1,资源获取即初始化
   资源获取即初始化(Resource Acquisition Is Initialization,RAII)是Bjarne Stroustrup发明的技术，可以用来解决C++中资源的分配和释放。
   即使有异常发生，这种技术也能保证资源的初始化和后续的释放。分配的资源最终总是会得到释放。
   有好几种方法可以在C中使用RAII。GNU编译器提供了非标准的扩展来支持这个特性，通过演示如何在一个函数中分配内存然后释放可以说明这种
   扩展。一旦变量超出作用域会自动触发释放过程。
   GNU的扩展需要用到RAII_VARIABLE宏，它声明一个变量，然后给变量关联如下属性
       1，一个类型。
       2，创建变量时执行的函数。
       3，变量超出作用域时执行的函数。
   这个宏如下所示:
       #define RAII_VARIABLE(vartype,varname,initval,dtor)\
           void _dtor_ ## varname (vartype * v){dtor(*v);}\
           vartype varname __attribute__((cleanup(_dtor_ ## varname))) = (initval)
   在下例中，我们将name变量声明为字符指针。创建它时会执行malloc函数，为其分配32字节。当函数结束时，name超出作用域就会执行free函数:
   void raiiExample(){
       RAII_VARIABLE(char*,name,(char*)malloc(32),free);
       strcpy(name,"RAII Example");
       printf("%s\n",name);
   }
   函数执行后会打印"RAII_Example"字符串。不用GNU扩展也可以达到类似效果。
   2、使用异常处理函数
   另外一种处理内存释放的方法是利用异常处理。尽管异常处理不属于标准C,但如果可以使用它且不考虑移植问题，它会很有用。下面说明利用
   Microsoft Visua Studio版的C语言的方法。
   这里的try块包含任何可能在运行时抛出异常的语句。不管有没有异常抛出，都会执行finally块，因此也一定会执行free函数。
   void exceptionExample(){
       int *pi = NULL;
       __try{
           pi = (int*)malloc(sizeof(int));
           *pi = 5;
           printf("%d\n",*pi);
       }
       __finally{
           free(pi);
       }
   }
*/

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