阅读:0       作者:解学武

串的堆分配存储结构(C语言详解版)

的堆分配存储,其具体实现方式是采用动态数组存储字符串。

通常,编程语言会将程序占有的内存空间分成多个不同的区域,程序包含的数据会被分门别类并存储到对应的区域。拿 C 语言来说,程序会将内存分为 4 个区域,分别为堆区、区、数据区和代码区,其中的堆区是本节所关注的。

与其他区域不同,堆区的内存空间需要程序员手动使用 malloc 函数申请,并且在不用后要手动通过 free 函数将其释放。

C 语言中使用 malloc 函数最多的场景是给数组分配空间,这类数组称为动态数组。例如:
char * a = (char*)malloc(5*sizeof(char));
此行代码创建了一个动态数组 a,通过使用 malloc 申请了 5 个 char 类型大小的堆存储空间。

动态数组相比普通数组(静态数组)的优势是长度可变,换句话说,根据需要动态数组可额外申请更多的堆空间(使用 relloc 函数):
a = (char*)realloc(a, 10*sizeof(char));
通过使用这行代码,之前具有 5 个 char 型存储空间的动态数组,其容量扩大为可存储 10 个 char 型数据。

下面给大家举一个完整的示例,以便对串的堆分配存储有更清楚地认识。该程序可实现将两个串("data.bian" 和 "cheng.net")合并为一个串:
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
int main()
{
    char * a1 = NULL;
    char * a2 = NULL;
    a1 = (char*)malloc(10 * sizeof(char));
    strcpy(a1, "data.bian");//将字符串"data.bian"复制给a1
    a2 = (char*)malloc(10 * sizeof(char));
    strcpy(a2, "cheng.net");
    int lengthA1 = strlen(a1);//a1串的长度
    int lengthA2 = strlen(a2);//a2串的长度
    //尝试将合并的串存储在 a1 中,如果 a1 空间不够,则用realloc动态申请
    if (lengthA1 < lengthA1 + lengthA2) {
        a1 = (char*)realloc(a1, (lengthA1 + lengthA2+1) * sizeof(char));
    }
    //合并两个串到 a1 中
    for (int i = lengthA1; i < lengthA1 + lengthA2; i++) {
        a1[i] = a2[i - lengthA1];
    }
    //串的末尾要添加 \0,避免出错
    a1[lengthA1 + lengthA2] = '\0';
    printf("%s", a1);
    //用完动态数组要立即释放
    free(a1);
    free(a2);
    return 0;
}
程序运行结果:

data.biancheng.net

注意,程序中给 a1 和 a2 赋值时,使用了 strcpy 复制函数。这里不能直接用 a1 ="data.biancheng",程序编译会出错,报错信息为 "没有 malloc 的空间不能 free"。因为 strcpy 函数是将字符串复制到申请的存储空间中,而直接赋值是字符串存储在别的内存空间(本身是一个常量,放在数据区)中,更改了指针 a1 和 a2 的指向,也就是说,之前动态申请的存储空间虽然申请了,结果还没用呢就丢了。