【C语言】动态内存管理基础知识——动态通讯录，如何实现通讯录容量的动态化
引言
动态内存管理的函数有：malloc,calloc,ralloc,free,本文讲解动态内存函数和使用，如何进行动态内存管理,实现通讯录联系人容量的动态化，对常见动态内存错误进行总结。
✨ 猪巴戒：个人主页✨
所属专栏：《C语言进阶》
🎈跟着猪巴戒，一起学习C语言🎈
目录
引言
为什么存在动态内存分配
malloc
动态内存空间位置
内存泄漏问题
free
calloc
realloc
realloc如何开辟动态内存空间
动态版本的通讯录
常见动态内存错误
1.对NULL空指针进行解引用
2.对动态开辟空间的越界访问
3.对非动态开辟的内存使用free释放
4.使用free释放动态开辟内存的一部分
5.对同一块动态内存多次释放
6.动态开辟内存忘记释放（内存释放）
动态通讯录的实现
为什么存在动态内存分配
int main()
{
int arr[20] = {0};//整形数组开辟20个元素，就是80个字节。
return 0;
}
1.空间开辟大小是固定的
2.数组在申明的时候，必须指定数组的长度，它所需要的内存在编译时分配。
如果我们开辟的空间不够，那么进行修改会比较麻烦。如果开辟的空间较大，那么所占据的空间又会很大。那么有没有一种方法可以用多少空间就开辟多大的内存呢？
这个时候就有了动态内存开辟。
malloc
动态内存函数的头文件
void* malloc (size_t size)
申请内存块，
size
就是我们要申请的字节大小。当然，我们的内存是有限的，不是想要申请多少内存就可以申请多少内存。
返回值
- 如果开辟成功，则返回一个指向开辟好空间的指针。
- 如果开辟失败，则返回一个NULL指针，因此malloc的返回值一定要做检查。
- 返回值的类型是void*，所以malloc函数并不知道开辟空间的类型，具体在使用的时候使用者自己来决定。
开创的空间放回地址是void*类型，使用的时候记得要强制类型转换。
所以我们在使用malloc函数时，要检测返回值p是否是空指针。
#include #include #include #include int main() { int arr[10] = { 0 }; //动态内存开辟 int* p = (int*)malloc(40); if (p == NULL) //检测返回的p是不是空指针。 { printf("%s\n", strerror(errno)); return 1; } //使用动态内存 int i = 0; for (i = 0; i
动态内存空间位置
动态内存函数是在堆区开辟内存空间的。我们一般的局部变量、形式参数都是存放在栈区。
内存泄漏问题
什么是内存泄漏？
我们创建的局部变量，数据会在函数结束时释放。
动态内存空间存放临时使用的数据，这些数据不必等到函数结束时释放，而是需要时随时开辟，不需要时，随时释放。动态开辟的内存使用完是要进行释放的，如果不对内存进行释放，那么开辟的动态内存就会被之前的数据占据，这部分的内存就无法使用，相当于丢失了内存。因此我们把这类问题叫做内存泄漏。
下面的代码如果吧进行释放，那么就会一直占据内存空间。
通过释放动态内存，内存可以被重新调用
最后我们加了一步，p = NULL，p的内存空间已经被释放了还给操作系统了，但是p还是原来的地址，我们通过p就会使用到一个已经释放的内存，这就会导致野指针问题。为了避免这种情况，我们将p的地址去掉就可以了。
free
void free (void* ptr)
free函数是专门用来释放动态开辟的内存。
- 如果参数ptr指向的空间不是动态开辟的，那free函数的行为是未定义的。
- 如果参数ptr 是NULL指针，则函数什么事都不做。
free函数只能释放动态内存开辟的空间，如果释放其他空间，就会报错。
#include int main() { int a = 0; int* p = &a; free(p); p = NULL; return 0; }
calloc
void* calloc (size_t num, size_t size)
num
开辟空间元素的个数
size
空间中每个元素的大小。
- 函数的功能为num个大小为size 的元素开辟一块空间，并且把空间的每个字节初始化为0
- calloc和malloc的区别在于calloc在放回地址之前把申请的空间的每个字节初始化为全0。
下面的例子就是解释：
#include #include #include #include int main() { int* p = (int*)calloc(10, sizeof(int)); if (p == NULL) { printf("%s\n", strerror(errno)); } //打印 int i = 0; for (i = 0; i
realloc
void* realloc (void* ptr, size_t size)
ptr
要调整的空间的起始位置。
size
- realloc函数的出现让动态内存管理更加灵活。
- 有时我们发现过去申请的空间太小了，有时候我们又会觉得申请的空间豁达了，那为了合理的内存，我们一定对内存的大小做灵活的调整。那realloc函数可以做到对动态开辟内存大小的调整。
#include #include #include #include int main() { int* p = (int*)malloc(40); if (p == NULL) { printf("%s\n", strerror(errno)); } //使用 int i = 0; for (i = 0; i data, 0, sizeof(pc->data)); }动态通讯录要实现开辟3个联系人的空间，并将它们进行初始化。 既要开辟空间，又要进行初始化，我们想到calloc函数。
malloc是单纯地开辟空间，realloc是既开辟空间，并进行初始化。malloc和realloc地区别就在于是否对开辟的空间初始化。
开辟3个联系人空间，calloc进行开辟，将地址传给pc->data.将记录联系人的容量传给capacity.
int InitContact(Contact* pc) { assert(pc); pc->count = 0; pc->data =(int*) calloc(3, sizeof(PeoInfo)); if (pc == NULL) { printf("InitContact::%s\n", strerror(errno)); return 1; } pc->capacity = 3; return 0; }2.增加联系人
参数pc，是创立的struct Contact结构体变量的地址，这里是传址调用，作用就是改变原来的数据。
动态内存管理，通过pc->data[count]可以进行数据的输入。最重要的是实现通讯录容量的动态化。
count表示已经使用的联系人数量，capacity表示联系人的总容量。
当count == capacity时，就要动态开辟内存，对容量进行增容。
CheckCapacity为自定义增容函数，我们要实现增容的功能。
realloc重新开辟内存块，实现内存的动态化。realloc返回的起始地址不能直接传给data，因为动态内存的开辟有可能失败，失败传回空指针。
capacity增加2，最后提示增容成功。
void CheckCapacity(Contact* pc) { if (pc->count == pc->capacity); { PeoInfo* ptr = (PeoInfo*)realloc(pc->data, (pc->capacity + 2) * sizeof(PeoInfo)); if (ptr == NULL) { printf("AddContact::%s\n", strerror(errno)); return 1; } else { pc->data = ptr; pc->capacity += 2; printf("增容成功\n"); } } } void AddContact(Contact* pc) { assert(pc); //增容 CheckCapacity(pc); printf("请输入名字：》"); scanf("%s", pc->data[pc->count].name); printf("请输入年龄：》"); scanf("%d", &(pc->data[pc->count].age)); printf("请输入性别：>"); scanf("%s", pc->data[pc->count].sex); printf("请输入电话：>"); scanf("%s", pc->data[pc->count].tele); printf("请输入地址：>"); scanf("%s", pc->data[pc->count].addr); pc->count++; printf("增加成功\n"); }将整体的代码呈现在文章末尾。
常见动态内存错误
1.对NULL空指针进行解引用
如果开辟的空间过大，malloc有可能开辟失败，开辟失败就会返回空指针。如果直接对p进行解引用，就会产生问题。
#include int main() { int* p = (int*)malloc(40); *p = 20; return 0; }正确解决方法：
在开辟动态内存后对p进行检验，是否为空指针。
#include #include #include #include int main() { int* p = (int*)malloc(40); if (p == NULL) { printf("%s\n", strerror(errno)); return 1; } *p = 20; free(p); p = NULL; return 0; }2.对动态开辟空间的越界访问
我们只开辟了10个字节的空间，但是访问，从0到10，10算进去的话就是11个元素，这里访问越界了，就会出问题。
#include #include #include #include int main() { int* p = (int*)malloc(40); if (p == NULL) { printf("%s\n", strerror(errno)); return 1; } //使用 int i = 0; for (i = 0; i count = 0; pc->data =(int*) calloc(DEFAULT_SZ, sizeof(PeoInfo)); if (pc == NULL) { printf("InitContact::%s\n", strerror(errno)); return 1; } pc->capacity = DEFAULT_SZ; return 0; } void DestroyContact(Contact* pc) { assert(pc); free(pc->data); pc->data = NULL; } void CheckCapacity(Contact* pc) { if (pc->count == pc->capacity); { PeoInfo* ptr = (PeoInfo*)realloc(pc->data, (pc->capacity + INC_SZ) * sizeof(PeoInfo)); if (ptr == NULL) { printf("AddContact::%s\n", strerror(errno)); return 1; } else { pc->data = ptr; pc->capacity += INC_SZ; printf("增容成功\n"); } } } void AddContact(Contact* pc) { assert(pc); //增容 CheckCapacity(pc); printf("请输入名字：》"); scanf("%s", pc->data[pc->count].name); printf("请输入年龄：》"); scanf("%d", &(pc->data[pc->count].age)); printf("请输入性别：>"); scanf("%s", pc->data[pc->count].sex); printf("请输入电话：>"); scanf("%s", pc->data[pc->count].tele); printf("请输入地址：>"); scanf("%s", pc->data[pc->count].addr); pc->count++; printf("增加成功\n"); } void ShowContact(const Contact* pc) { assert(pc); int i = 0; //一个汉字是两个字符 printf("%-20s\t%-5s\t%-5s\t%-12s\t%-30s\n", "名字", "年龄", "性别", "电话", "地址"); for (i = 0; i count; i++) { printf("%-20s\t%-5d\t%-5s\t%-12s\t%-30s\n", pc->data[i].name, pc->data[i].age, pc->data[i].sex, pc->data[i].tele, pc->data[i].addr); } } static int FindByName(Contact* pc, char name[]) { assert(pc); int i = 0; for (i = 0; i count; i++) { if (0 == strcmp(pc->data[i].name, name)) { return i; } } return -1; } void DelContact(Contact* pc) { char name[MAX_NAME] = { 0 }; assert(pc); int i = 0; if (pc->count == 0) { printf("通讯录为空，没有信息可以删除\n"); return; } printf("请输入要删除人的名字：>"); scanf("%s", name); //删除 //1.查找 int pos = FindByName(pc, name); if (pos == -1) { printf("要删除的人不存在\n"); return; } //2.删除 for (i = pos; i count; i++) { pc->data[i] = pc->data[i + 1]; } pc->count--; } void SeachContact(Contact* pc) { assert(pc); char name[MAX_NAME] = { 0 }; printf("请输入需要查找的联系人的名字:>"); scanf("%s", name); //1.查找 int pos = FindByName(pc, name); if (pos == -1) { printf("要查找的人不存在\n"); return; } //2.打印 printf("%-20s\t%-5s\t%-5s\t%-12s\t%-30s\n", "名字", "年龄", "性别", "电话", "地址"); printf("%-20s\t%-5d\t%-5s\t%-12s\t%-30s\n", pc->data[pos].name, pc->data[pos].age, pc->data[pos].sex, pc->data[pos].tele, pc->data[pos].addr); } void ModifyContact(Contact* pc) { assert(pc); char name[MAX_NAME] = { 0 }; printf("请输入需要查找的联系人的名字:>"); scanf("%s", name); //1.查找 int pos = FindByName(pc, name); if (pos == -1) { printf("要查找的人不存在\n"); return; } printf("要修改人的信息已经找到，接下来进行修改\n"); //2.修改 printf("请输入名字：》"); scanf("%s", pc->data[pos].name); printf("请输入年龄：》"); scanf("%d", &(pc->data[pos].age)); printf("请输入性别：>"); scanf("%s", pc->data[pos].sex); printf("请输入电话：>"); scanf("%s", pc->data[pos].tele); printf("请输入地址：>"); scanf("%s", pc->data[pos].addr); printf("修改成功\n"); } int cmp_peo_by_name(const void* e1, const void* e2) { return strcmp(((PeoInfo*)e1)->name, ((PeoInfo*)e2)->name); } //按照名字来排序 void SortContact(Contact* pc) { assert(pc); qsort(pc->data, pc->count, sizeof(PeoInfo), cmp_peo_by_name); printf("排序成功\n"); }test.c
通讯录主脉络：
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS #include "contact.h" void menu() { printf("**********************************************\n"); printf("******** 1.add 2.del ********\n"); printf("******** 3.search 4.modify ********\n"); printf("******** 5.show 6.sort ********\n"); printf("******** 0.exit ********\n"); printf("**********************************************\n"); } int main() { int input = 0; Contact con; //初始化通讯录:模块化初始化 InitContact(&con);//只能传地址，进行修改 do { menu(); printf("请选择：》"); scanf("%d", &input); switch (input) { case 1: AddContact(&con); break; case 2: DelContact(&con); break; case 3: SeachContact(&con); break; case 4: ModifyContact(&con); break; case 5: ShowContact(&con); break; case 6: SortContact(&con); break; case 0: DestroyContact(&con); printf("退出通讯录\n"); break; default: printf("选择错误\n"); } } while (input); return 0; }
还没有评论，来说两句吧...