Доступ к памяти за пределами выделенного блока также ведет к неопределенному поведению, опять из-за того, что она может содержать учетную информацию или, возможно, вообще не принадлежать адресному пространству процесса. Запись в такой участок памяти гораздо хуже, поскольку это может уничтожить учетные данные.
Отказ в освобождении памяти
Любая динамическая память, которая больше не нужна, должна быть освобождена. В частности, необходимо тщательно управлять памятью и освобождать ее, когда она выделяется внутри циклов или рекурсивных или глубоко вложенных вызовов функций. Отказ от этого ведет к утечкам
памяти, при которых память процесса может неограниченно расти; в конце концов, процесс завершается из-за нехватки памяти. Эта ситуация может быть особенно разрушительной, если память выделяется для ввода записи или как-то еще связана с вводом: утечка памяти будет незаметна при использовании незначительных объемов ввода, но внезапно станет очевидной (и приведет в замешательство) при больших. Эта ошибка еще хуже для систем, которые должны работать непрерывно, как в системах телефонных коммутаторов. Утечка памяти, вызывающая крушение такой системы, может привести к значительным денежным или другим потерям.
Даже если программа никогда не завершается из-за недостатка памяти, постоянно увеличивающиеся программы теряют производительность, поскольку операционная система должна сохранять использующиеся данные в физической памяти. В худшем случае, это может привести к поведению, известному как пробуксовка (thrashing), при которой операционная система так занята перекачкой содержимого адресного пространства в и из физической памяти, что реальная работа не делается.
Хотя
free
может вернуть освобожденную память системе и сократить адресное пространство процесса, это почти никогда не делается. Вместо этого освобожденная память готова для нового выделения при следующем вызове
malloc
,
calloc
или
realloc
.
При условии, что освобожденная память продолжает оставаться в адресном пространстве процесса, стоит обнулить ее перед освобождением. Например, такой способ может оказаться предпочтительным для программ с повышенными требованиями к безопасности.
Обсуждение ряда полезных инструментов для отладки динамической памяти см в разделе 15.5.2 «Отладчики выделения памяти».
3.2.1.4. Изменение размера:
realloc
Динамическая память имеет существенное преимущество перед статически объявленными массивами, поскольку это позволяет использовать столько памяти, сколько нужно, и не больше. Не нужно объявлять глобальный, статический или локальный массив фиксированного размера и надеяться, что он: (а) достаточно большой и (б) не слишком большой. Вместо этого можно выделить ровно столько, сколько нужно, не больше и не меньше.
Вдобавок, можно изменять размер динамически выделенной области памяти. Хотя можно сократить размер блока памяти, обычно его увеличивают. Изменение размера осуществляется с помощью
new_count = count * 2; /* удвоить размер памяти */
new_amount = new_count * sizeof(struct coord);
newcoords =
(struct coord*)realloc(coordinates, new_amount);
if (newcoords == NULL) {
/* сообщить об ошибке, восстановить или прервать */
}
coordinates = newcoords;
/*
продолжить использование coordinates ... */
Как и в случае с
malloc
, шаги стереотипны по природе и сходны по идее.
1. Вычислить новый выделяемый размер в байтах.
2. Вызвать
realloc
с оригинальным указателем, полученным от
malloc
(или от
calloc
или предыдущего вызова
realloc
) и с новым размером.
3. Привести тип и присвоить возвращенное
realloc
значение. Подробнее обсудим дальше.
4. Как и для
malloc
, проверить возвращенное значение, чтобы убедиться, что оно не равно NULL. Вызов любой функции выделения памяти может завершиться неудачей.
При увеличении размера блока памяти
realloc
часто выделяет новый блок нужного размера, копирует данные из старого блока в новый и возвращает указатель уже на новый блок. При сокращении размера блока данных
realloc
часто обновляет внутреннюю учетную информацию и возвращает тот же указатель. Это избавляет от необходимости копировать первоначальные данные. Однако, если это случится, не думайте, что можно использовать память за пределами нового размера!
В любом случае вы можете предположить, что если
realloc
не возвращает
NULL
, старые данные были скопированы для вас в новый участок памяти. Более того, старый указатель больше недействителен, как если бы вы вызвали
free
с ним, и использовать его больше не следует. Это верно для всех указателей на этот блок данных, а не только для того, который использовался при вызове
free
.
Возможно, вы заметили, что в нашем примере для указания на измененный блок памяти использовалась отдельная переменная. Можно было бы (хотя это плохая идея) использовать ту же самую переменную, как здесь:
coordinates = realloc(coordinates, new_amount);
Это плохо по следующей причине. Когда
realloc
возвращает
NULL
, первоначальный указатель все еще действителен; можно безопасно продолжить использовать эту память. Но если вы повторно используете ту же самую переменную и
realloc
возвращает
NULL
, вы теряете указатель на первоначальную память. Эту память больше нельзя использовать. Что еще важнее, эту память невозможно освободить! Это создает утечку памяти, которую нужно избежать.
Для версии
realloc
в стандартном С есть некоторые особые случаи: когда аргумент
ptr
равен
NULL
,
realloc
действует подобно
malloc
и выделяет свежий блок памяти. Когда аргумент
size
равен 0,
realloc
действует подобно
free
и освобождает память, на которую указывает
ptr
. Поскольку (а) это может сбивать с толку и (б) более старые системы не реализуют эту возможность, мы рекомендуем использовать