در این آموزش با تخصیص حافظه پویا در زبان C با استفاده از توابع کتابخانه ای استاندارد ()malloc()، calloc()، free و ()realloc آشنا خواهید شد.
همانطور که می دانید، آرایه مجموعه ای از چند خانه متوالی و ثابت در حافظه است. هنگامی که اندازه یک آرایه تعریف شود، نمیتوانید آن را تغییر دهید.
گاهی اوقات ممکنه اندازه آرایه تعریف شده کافی نباشد. برای حل این مشکل می توانید حافظه را به صورت دستی و پویا در زمان اجرای برنامه تخصیص دهید. این به عنوان تخصیص حافظه پویا شناخته می شود.
برای تخصیص حافظه پویا از توابع کتابخانه ای malloc()، calloc()، free() و ()realloc استفاده می شود. این توابع در فایل هدر <stdlib.h> تعریف شده اند.
()malloc در C
نام “malloc” نشان دهنده تخصیص حافظه است.
تابع ()malloc بلوکی از حافظه از چند بایت مشخص را ذخیره می کند.این تابع یک اشاره گر از نوع void را برمی گرداند که میتواند به هر نوعی از اشاره گرها تبدیل شود.
ساختار malloc()
ptr = (نوع*) malloc(اندازه);
مثال
ptr = (float*) malloc(100 * sizeof(float));
در این دستور ۴۰۰ بایت از حافظه تخصیص می دهد چون اندازه نوع float برابر با ۴ بایت است. اشاره گر ptr آدرس اولین بایت از حافظه تخصیص یافته را در خود نگه می دارد.
اگر نتواند حافظه ای تخصیص دهد، یک اشاره گر NULL برمی گرداند.
()calloc در C
نام “calloc” نشان دهنده تخصیص پیوسته است.
تابع malloc() پس از تخصیص حافظه، آن را بدون مقداردهی اولیه رها می کند. در حالیکه تابع ()calloc حافظه را تخصیص داده سپس همه عناصر را با صفر مقداردهی اولیه می کند.
ساختار()calloc
ptr = (نوع*)calloc(تعداد, اندازه);
مثال
ptr = (float*) calloc(25, sizeof(float));
این دستور ۲۵ عنصر از نوع float را در یک فضای پیوسته روی حافظه تخصیص می دهد.
()free در C
حافظه پویا تخصیص داده شده با ()calloc یا ()malloc آزاد نمی شود مگر اینکه برای آزادسازی فضا به طور صریح از تابع ()free استفاده کنید.
ساختار()free
free(ptr);
این دستور فضای اختصاص داده شده در حافظه با اشاره گر ptr را آزاد می کند.
مثال ۱:()malloc و ()free
// محاسبه مجموع اعداد وارد شده توسط کاربر
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main()
{
int n, i, *ptr, sum = 0;
printf(“Enter number of elements: “);
scanf(“%d”, &n);
ptr = (int*) malloc(n * sizeof(int));
// اگر حافظه تخصیص داده نشده است
if(ptr == NULL)
{
printf(“Error! memory not allocated.”);
exit(0);
}
printf(“Enter elements: “);
for(i = 0; i < n; ++i)
{
scanf(“%d”, ptr + i);
sum += *(ptr + i);
}
printf(“Sum = %d”, sum);
// آزادسازی حافظه
free(ptr);
return 0;
}در اینجا تعداد n خانه از نوع int به صورت پویا از حافظه تخصیص داده شده است.
مثال ۲: ()calloc و ()free
// برنامه محاسبه مجموع اعداد وارد شده توسط کاربر
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main()
{
int n, i, *ptr, sum = 0;
printf(“Enter number of elements: “);
scanf(“%d”, &n);
ptr = (int*) calloc(n, sizeof(int));
if(ptr == NULL)
{
printf(“Error! memory not allocated.”);
exit(0);
}
printf(“Enter elements: “);
for(i = 0; i < n; ++i)
{
scanf(“%d”, ptr + i);
sum += *(ptr + i);
}
printf(“Sum = %d”, sum);
free(ptr);
return 0;
}()realloc در C
اگر حافظه پویا تخصیص یافته کم یا بیش از حد نیاز باشد، می توانید اندازه حافظه تخصیص داده شده قبلی را با استفاده از تابع ()realloc تغییر دهید.
ساختار ()realloc
ptr = realloc(ptr, x);در اینجا، ptr با اندازه جدید x دوباره تخصیص داده می شود.
مثال ۳: ()realloc
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main()
{
int *ptr, i , n1, n2;
printf(“Enter size: “);
scanf(“%d”, &n1);
ptr = (int*) malloc(n1 * sizeof(int));
printf(“Addresses of previously allocated memory: “);
for(i = 0; i < n1; ++i)
printf(“%u\n”,ptr + i);
printf(“\nEnter the new size: “);
scanf(“%d”, &n2);
// تخصیص دوباره حافظه
ptr = realloc(ptr, n2 * sizeof(int));
printf(“Addresses of newly allocated memory: “);
for(i = 0; i < n2; ++i)
printf(“%u\n”, ptr + i);
free(ptr);
return 0;
}خروجی
Enter size: 2
Addresses of previously allocated memory:26855472
۲۶۸۵۵۴۷۶
Enter the new size: 4
Addresses of newly allocated memory:26855472
۲۶۸۵۵۴۷۶
۲۶۸۵۵۴۸۰
۲۶۸۵۵۴۸۴
