C/C++中内存开辟与柔性数组

2024-06-08 20:52
文章标签 c++ 数组 内存 柔性 开辟

本文主要是介绍C/C++中内存开辟与柔性数组,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

C/C++中内存的开辟

        在C中,我们都知道有三个区:

       1. 栈区(stack):在执行函数时,函数内局部变量的存储单元都可以在栈上创建,函数执行结 束时这些存储单元自动被释放。栈内存分配运算内置于处理器的指令集中,效率很高,但是 分配的内存容量有限。 栈区主要存放运行函数而分配的局部变量、函数参数、返回数据、返 回地址等。

       2. 堆区(heap)一般由程序员分配释放, 若程序员不释放,程序结束时可能由OS回收 。分 配方式类似于链表。

       3.静态区(全局区)(static):存放全局变量、静态数据程序结束后由系统释放

但是其实要更加细分,区域可以分为:

        C/C++程序内存分配的几个区域:

         1. 栈区(stack):在执行函数时,函数内局部变量的存储单元都可以在栈上创建,函数执行结 束时这些存储单元自动被释放。栈内存分配运算内置于处理器的指令集中,效率很高,但是 分配的内存容量有限。 栈区主要存放运行函数而分配的局部变量、函数参数、返回数据、返 回地址等。

         2. 堆区(heap):一般由程序员分配释放, 若程序员不释放,程序结束时可能由OS回收 。分 配方式类似于链表。

        3. 数据段(静态区)(static):存放全局变量、静态数据。程序结束后由系统释放。

        4. 代码段:存放函数体(类成员函数和全局函数)的二进制代码。

        实际上普通的局部变量是在栈区分配空间的,栈区的特点是在上面创建的变量出了作用域就销毁。

        但是被static修饰的变量存放在数据段(静态区),数据段的特点是在上面创建的变量,直到程序 结束才销毁 所以生命周期变长。

柔性数组:
       

        柔性数组大家可能都没听说过,但是它是真实存在的,前面介绍过结构体的大小应该怎么去计算,这里涉及到大小的计算:

例如:

#include<stdio.h>
typedef struct pc
{char a;int b;int arr[];
}pc;
int main()
{printf("%d", sizeof(pc));return 0;
}

        这组代码的结果应该是什么?

前面介绍了结构体大小的计算:

        例如:

        

#include<stdio.h>
typedef struct pc
{char a;int b;
}pc;
int main()
{printf("%d", sizeof(pc));return 0;
}

他的大小是:

        

大小是8个字节。

这两组代码答案都是8,第一组代码加上了一个大小未知的整型数组,结果和没有加是一样的!!!

此时在结构体中大小未知的数组就被称之为柔性数组!!

        那么柔性数组的大小究竟是多少呢?

柔性数组的特点:


结构中的柔性数组成员前面必须至少一个其他成员

sizeof 返回的这种结构大小不包括柔性数组的内存

包含柔性数组成员的结构用malloc ()函数进行内存的动态分配,并且分配的内存应该大于结构的大 小,以适应柔性数组的预期大小。

先用图来讲解:

                假设我要开辟20个字节,这20个字节有8个字节是除去数组arr结构体的大小

剩下的12个字节都会留给arr数组,所以arr数组的大小为12个字节!

综上arr数组的大小可以自己改变。

代码如下:
        

#include<stdio.h>
typedef struct pc
{char a;int b;int arr[];
}pc;int main()
{pc* ptr = malloc(sizeof(pc) + 12);if (ptr == NULL){perror("malloc");return 1;}return 0;
}

当然结构体我们也可以这样写(不用柔性数组):

        

#include<stdio.h>
typedef struct pc
{char a;int b;int *arr;
}pc;
int main()
{pc* ptr = malloc(sizeof(pc) + 12);if (ptr == NULL){perror("malloc");return 1;}pc*pr = realloc(ptr->arr, 8);if (pr != NULL){ptr = pr;;}else{perror("realloc");return 1;}free(ptr);ptr = NULL;free(pr);pr = NULL;return 0;
}

这个效果和柔性数组的效果是一样的!!

那么柔性数组的好处在哪?

第一个好处是:方便内存释放 如果我们的代码是在一个给别人用的函数中,你在里面做了二次内存分配,并把整个结构体返回给 用户。用户调用free可以释放结构体,但是用户并不知道这个结构体内的成员也需要free,所以你 不能指望用户来发现这个事。所以,如果我们把结构体的内存以及其成员要的内存一次性分配好 了,并返回给用户一个结构体指针,用户做一次free就可以把所有的内存也给释放掉

第二个好处是:这样有利于访问速度. 连续的内存有益于提高访问速度,也有益于减少内存碎片。(其实,我个人觉得也没多高了,反正 你跑不了要用做偏移量的加法来寻址)

这篇关于C/C++中内存开辟与柔性数组的文章就介绍到这儿,希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助!



http://www.chinasem.cn/article/1043284

相关文章

C++中全局变量和局部变量的区别

《C++中全局变量和局部变量的区别》本文主要介绍了C++中全局变量和局部变量的区别,全局变量和局部变量在作用域和生命周期上有显著的区别,下面就来介绍一下,感兴趣的可以了解一下... 目录一、全局变量定义生命周期存储位置代码示例输出二、局部变量定义生命周期存储位置代码示例输出三、全局变量和局部变量的区别作用域

C++中assign函数的使用

《C++中assign函数的使用》在C++标准模板库中,std::list等容器都提供了assign成员函数,它比操作符更灵活,支持多种初始化方式,下面就来介绍一下assign的用法,具有一定的参考价... 目录​1.assign的基本功能​​语法​2. 具体用法示例​​​(1) 填充n个相同值​​(2)

c++ 类成员变量默认初始值的实现

《c++类成员变量默认初始值的实现》本文主要介绍了c++类成员变量默认初始值,文中通过示例代码介绍的非常详细,对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值,需要的朋友们下面随着小编来一起学习学习吧... 目录C++类成员变量初始化c++类的变量的初始化在C++中,如果使用类成员变量时未给定其初始值,那么它将被

Java中的数组与集合基本用法详解

《Java中的数组与集合基本用法详解》本文介绍了Java数组和集合框架的基础知识,数组部分涵盖了一维、二维及多维数组的声明、初始化、访问与遍历方法,以及Arrays类的常用操作,对Java数组与集合相... 目录一、Java数组基础1.1 数组结构概述1.2 一维数组1.2.1 声明与初始化1.2.2 访问

C++中NULL与nullptr的区别小结

《C++中NULL与nullptr的区别小结》本文介绍了C++编程中NULL与nullptr的区别,文中通过示例代码介绍的非常详细,对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值,需要的朋友们下面随着小编... 目录C++98空值——NULLC++11空值——nullptr区别对比示例 C++98空值——NUL

C++ Log4cpp跨平台日志库的使用小结

《C++Log4cpp跨平台日志库的使用小结》Log4cpp是c++类库,本文详细介绍了C++日志库log4cpp的使用方法,及设置日志输出格式和优先级,具有一定的参考价值,感兴趣的可以了解一下... 目录一、介绍1. log4cpp的日志方式2.设置日志输出的格式3. 设置日志的输出优先级二、Window

怎样通过分析GC日志来定位Java进程的内存问题

《怎样通过分析GC日志来定位Java进程的内存问题》:本文主要介绍怎样通过分析GC日志来定位Java进程的内存问题,具有很好的参考价值,希望对大家有所帮助,如有错误或未考虑完全的地方,望不吝赐教... 目录一、GC 日志基础配置1. 启用详细 GC 日志2. 不同收集器的日志格式二、关键指标与分析维度1.

MySQL查询JSON数组字段包含特定字符串的方法

《MySQL查询JSON数组字段包含特定字符串的方法》在MySQL数据库中,当某个字段存储的是JSON数组,需要查询数组中包含特定字符串的记录时传统的LIKE语句无法直接使用,下面小编就为大家介绍两种... 目录问题背景解决方案对比1. 精确匹配方案(推荐)2. 模糊匹配方案参数化查询示例使用场景建议性能优

Java内存分配与JVM参数详解(推荐)

《Java内存分配与JVM参数详解(推荐)》本文详解JVM内存结构与参数调整,涵盖堆分代、元空间、GC选择及优化策略,帮助开发者提升性能、避免内存泄漏,本文给大家介绍Java内存分配与JVM参数详解,... 目录引言JVM内存结构JVM参数概述堆内存分配年轻代与老年代调整堆内存大小调整年轻代与老年代比例元空

关于集合与数组转换实现方法

《关于集合与数组转换实现方法》:本文主要介绍关于集合与数组转换实现方法,具有很好的参考价值,希望对大家有所帮助,如有错误或未考虑完全的地方,望不吝赐教... 目录1、Arrays.asList()1.1、方法作用1.2、内部实现1.3、修改元素的影响1.4、注意事项2、list.toArray()2.1、方