C | 动态内存分配 | 问题6

在C语言中，动态内存分配是一种非常常见的操作。对于需要动态管理内存的程序，动态内存分配是必不可少的。但是，如果不恰当地使用动态内存分配，会产生许多问题。本文将介绍C语言中动态内存分配的第六个问题。

问题描述

在使用动态内存分配时，如果没有及时释放已经分配的内存，会导致程序内存泄漏。程序使用的内存会不断增加，最终导致程序崩溃。

问题示例

以下是一个使用动态内存分配的示例程序，程序会读取一个文件中的数据，并存储到数组中。在程序的末尾，将数组中的数据输出到屏幕上。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int main() {
    int *array = NULL;
    int size = 0;
    int i = 0;

    FILE *fp = fopen("data.txt", "r");

    if (fp == NULL) {
        printf("Failed to open data.txt\n");
        return 1;
    }

    while (!feof(fp)) {
        int data;
        fscanf(fp, "%d", &data);

        size++;
        array = (int*) realloc(array, size * sizeof(int));
        array[size - 1] = data;
    }

    fclose(fp);

    printf("Data in file:\n");
    for (i = 0; i < size; i++) {
        printf("%d ", array[i]);
    }
    printf("\n");

    free(array);
    return 0;
}

上述程序会读取文件data.txt中的数据，并存储到动态分配的数组中。程序没有检查是否成功分配内存，也没有检查文件中有多少数据，因此可能会导致内存泄漏或段错误。

解决方案

为避免内存泄漏，在程序中要及时释放已经分配的内存，可以使用free()函数释放动态分配的内存。但是，在每次realloc()函数分配空间时都要检查是否成功分配内存，以及是否需要重新分配内存。

以下是一个更新过的程序，可以检查内存分配是否成功，并释放内存：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int main() {
    int *array = NULL;
    int size = 0;
    int i = 0;

    FILE *fp = fopen("data.txt", "r");

    if (fp == NULL) {
        printf("Failed to open data.txt\n");
        return 1;
    }

    while (!feof(fp)) {
        int data;
        fscanf(fp, "%d", &data);

        size++;
        int *temp = (int*) realloc(array, size * sizeof(int));
        if (temp == NULL) {
            printf("Failed to allocate memory\n");
            free(array);
            return 1;
        }
        array = temp;
        array[size - 1] = data;
    }

    fclose(fp);

    printf("Data in file:\n");
    for (i = 0; i < size; i++) {
        printf("%d ", array[i]);
    }
    printf("\n");

    free(array);
    return 0;
}

在上述程序中，每次realloc()函数分配空间后都会检查指针是否为NULL，如果为NULL就说明分配内存失败，需要释放已经分配的内存，并退出程序。

总结

动态内存分配是一个非常有用的功能，但是也需要程序员正确使用。在使用malloc()、calloc()、realloc()等函数分配内存时，要及时释放已经分配的内存，以避免内存泄漏导致程序崩溃。