Лабораторная работа № 11 динамическое распределение памяти

Цель: Изучить способы распределения памяти в программах на языке Си, функции библиотеки Си для динамического распределения памяти, операторы new и delete языка С++. Разобрать приведенные примеры и выполнить один или более вариантов заданий.

Теоретические сведения

Память для хранения данных может выделяться статически и динамически. Статическое распределение памяти выполняется на этапе компиляции. Компилятор по имени и типу объектов отводит для них место в результирующем exe-файле в разделе сегмента данных (или стеке).

Чаще при программировании неизвестно, какого размера массивы, структуры или другие данные будут необходимы для работы программы. В этом случае необходимо для хранения данных использовать специальный раздел памяти, называемый «кучей» (heap). Куча располагается вне любой программы, объём кучи и её месторасположение зависят от модели памяти.

В библиотеке функций языка Си существует ряд функций, выполняющих динамическое распределение памяти. Основные функции представлены в табл. 11.1.

Таблица 11.1.

Функции библиотеки Си для динамического распределения памяти

Функция распределения	Функция освобождения	Функция перераспределения
Malloc	Free	Realloc
Calloc	Free	Realloc

Функция malloc запрашивает у операционной системы определенное число байт памяти, функция calloc отличается от malloc параметрами, она запрашивает у операционной системы блок из некоторого числа элементов определенного размера. Функция realloc меняет разделы выделенного блока.

Адрес начала выделенной памяти возвращается в точку вызова функции. Если выделенный участок памяти больше не требуется, он должен быть освобождён с помощью функции free в том же блоке, где и запрошен, иначе эта память оказывается недоступной для дальнейшего распределения.

1. Функции malloc и free

Формат malloc:

указатель = (тип) malloc (количество байт);

Формат free:

free(указатель);

Пример 11.1

Выполнить распределение и освобождение памяти для двух чисел типа int и адрес начала поместить в указатель num.

int * num; //объявление указателя

num=(int*) malloc(2); //выделение памяти

free(num); //освобождение памяти

Пример 11.2

Выделить память под строку из 20 символов, инициализировать ее и вывести на экран. Освободить память.

#include<stdio.h>

#include<string.h>

# include <stdlib.h>

void main(void)

{ char *stroka;

stroka=(char *) malloc(20); //выделение памяти

strcpy(stroka,"Good luck!"); //инициализация строки

printf("%s\n", stroka); //вывод на экран

getchar();

free(stroka); //освобождение памяти

}

Пример 11.3

Выделить память под структуру student, состоящую из 3 полей: массива фамилий, массива адресов e-mail, массива номеров телефонов.

#include<stdlib.h>

struct student

{ char name[40];

char mail[40];

char phone[40];

};

struct student *get_mem(void)

{ struct student * sp;

 sp=(struct student *)malloc(sizeof(student));

 if(!sp)

  { printf(“Allocation error.”); exit(1); }

  return sp;

}

void main(void)

{     struct student * Alisa;

Alisa = get_mem();

strcpy(Alisa ->name,"Alisa");

strcpy(Alisa -> mail,"[e-mail] ");

strcpy(Alisa -> phone,"666 66 66");

printf(“%s\n”, Alisa ->mail);

getchar(); }

В настоящем примере проводится проверка корректности выделения памяти для указателя sp. Если память не выделена, то значение указателя равно нулю и следует проанализировать эту ситуацию и предусмотреть аварийную обработку.

Пример 11.4

Задать массив из 100 строк через указатель. Зарезервировать память 128 символов под каждую строку массива. Освободить зарезервированную память.

int main(void)

{

char *str[100];

int i;

for(i=0; i<100; i++)

{

str[i]=(char*)malloc(128);

if(str[i]==NULL)

{

printf(“Alocation error.”); exit(1);

}

}

for(i=0; i<100; i++) free(str[i]); //освобождение памяти

return 0;

}