内存分配经典试题及柔性数组

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
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////////内存分配经典笔试题



//请问结果如何
//void GetMemory(char* p)
//{
//  p = (char*) malloc(100);
//}
//void Test(void)
//{
//  char* str = NULL;
//  GetMemory(str);
//  strcpy(str, "hello world");
//  printf(str);
//}
//int main()
//{
//  Test();
//  return 0;
//}
//1.运行代码程序会出现崩溃的现象
//2.程序存在内存泄漏的问题
//
//str以值传递的形式给p，p是GetMemory函数的形参，只能在函数内部有效，等GetMemory函数返回
//之后，动态开辟内存尚未释放并且无法找到，所以会造成内存泄漏
//
//方法一改正后：
//void GetMemory(char* *p)
//{
//  *p = (char*)malloc(100);
//}
//void Test(void)
//{
//  char* str = NULL;
//  GetMemory(&str);
//  strcpy(str, "hello world");
//  printf(str);
//  free(str);
//  str = NULL;
//}
//int main()
//{
//  Test();
//  return 0;
//}
//方法二改正后：
//char* GetMemory(char* p)
//{
//  p = (char*)malloc(100);
//  return p;
//}
//void Test(void)
//{
//  char* str = NULL;
//  str=GetMemory(str);
//  strcpy(str, "hello world");
//  printf(str);
//  free(str);
//  str = NULL;
//}
//int main()
//{
//  Test();
//  return 0;
//}



//请问结果如何
//char* GetMeory(void)
//{
//  char p[] = "hello world";
//  return p;
//}
//void Test(void)
//{
//  char* str = NULL;
//  str = GetMemory();
//  printf(str);
//}
//int main()
//{
//  Test();
//  return 0;
//}
//输出随机值，存在非法访问内存问题
//p数组的地址的确返会给str，但是p数组是在函数内部有效，出了函数就无效了
//返回栈空间的地址的问题
//
//如下：
//int* test()
//{
//  int a = 10;//栈区
//  return &a;
//}
//int main()
//{
//  int* p = test();
//  *p = 20;//err
//  return 0;
//}
//上面是问题代码
//
//int* test()
//{
//  static int a = 10;//静态区
//  return &a;
//}
//int main()
//{
//  int* p = test();
//  *p = 20;
//  return 0;
//}
//上面代码没问题
//
//int* test()
//{
//  int*ptr = malloc(100);//堆区，malloc开辟的空间不free依然存在
//  return ptr;
//}
//int main()
//{
//  int* p = test();//把malloc开辟的空间地址给了p，然后ptr的地址出函数销毁
//  return 0;
//}
//上面的代码没问题


//请问下面代码结果如何
//void GetMemory(char** p, int num)
//{
//  *p = (char*)malloc(num);
//}
//void Test(void)
//{
//  char* str = NULL;
//  GetMemory(&str, 100);
//  strcpy(str, "hello");
//  printf(str);
//  //没有释放动态开辟的内存，导致内存泄漏了
//  //改正后
//  //free(str);
//  //str = NULL;
//}
//int main()
//{
//  Test();
//  return 0;
//}
//能输出hello,但是内存泄漏


//下面代码结果如何
//void Test(void)
//{
//  char* str = (char*)malloc(100);
//  strcpy(str, "hello");
//  free(str);
//  //改正后：
//  //str = NULL;
//  if (str != NULL)
//  {
//    strcpy(str, "world");
//    printf(str);
//  }
//}
//int main()
//{
//  Test();
//  return 0;
//}
//非法访问内存，篡改动态内存区的内容，后果难以预料，非常危险
//因为free释放str指向的空间后，并不会把str置为NULL，str成为野指针，if(str!=NULL)语句不起作用




////C/C++程序内存分配的几个区域
//1.栈区（stack）：在执行函数时，函数内局部变量的储存单元都可以在栈上创建，函数执行结束时这些储存单元自动被释放。
//                 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。



////////柔性数组
//C99中，结构中的最后一个元素允许是未知大小的数组，这就叫做【柔性数组】成员。

//柔性数组的特点：
//             ·结构中的柔性数组成员面前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。
//struct S
//{
//  int a;
//  //未知大小的-柔性数组成员-数组的大小是可以调整的
//  int arr[];//==int arr[0];
//};
//
//方法1：柔性数组
//struct S
//{
//  int a;
//  int arr[];
//};
//int main()
//{
//  struct S* ps = (struct S*)malloc(sizeof(struct S) + 5 * sizeof(int));
//  ps->a = 100;
//  int i = 0;
//  for (i = 0; i < 5; i++)
//  {
//    ps->arr[i] = i;
//    printf("%d ", ps->arr[i]);
//  }
//  printf("\n");
//  struct S* ptr = realloc(ps, 44);
//  if (ptr != NULL)
//  {
//    ps = ptr;
//    for (i = 5; i < 10; i++)
//    {
//      ps->arr[i] = i;
//      printf("%d ", ps->arr[i]);
//    }
//  }
//  free(ps);
//  ps = NULL;
//  return 0;
//}
//
//方法2：使用函数也能实现柔性数组
//struct S
//{
//  int a;
//  int* arr;
//};
//int main()
//{
//  struct S* ps = (struct S*)malloc(sizeof(struct S));
//  ps->arr = malloc(5 * sizeof(int));//两次malloc开辟的空间不是连续的
//  int i = 0;
//  for (i = 0; i < 5; i++)
//  {
//    ps->arr[i] = i;
//    printf("%d ", ps->arr[i]);
//  }
//  int* ptr = realloc(ps->arr, 10 * sizeof(int));
//  if (ptr != NULL)
//  {
//    ps->arr = ptr;
//  }
//  for (i = 5; i < 10; i++)
//  {
//    ps->arr[i] = i;
//    printf("%d ", ps->arr[i]);
//  }
//  free(ps->arr); //释放要有先后顺序
//  ps->arr = NULL;
//  free(ps);
//  ps = NULL;
//  return 0;
//}
//
//上述代码1和代码2可以完成同样的功能，但是方法1的实现有两个好处：
//第一个好处：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：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）
//