7.0 KiB
| title | localeTitle |
|---|---|
| Dinamic Memory Management | إدارة الذاكرة الديناميكية |
إدارة الذاكرة الديناميكية
في بعض الأحيان ، ستحتاج إلى تخصيص مساحات ذاكرة في الكومة المعروفة أيضًا باسم الذاكرة الديناميكية. هذا هو مفيد بشكل خاص عندما لا تعرف خلال وقت الترجمة كيف سيكون هيكل البيانات كبير (مثل مصفوفة).
مثال
إليك مثال بسيط حيث نخصص مصفوفة تطلب من المستخدم اختيار البعد
`#include <stdio.h> #include <stdlib.h>
int main(void) { int arrayDimension,i; int* arrayPointer;
scanf("Please insert the array dimension:%d",arrayDimension);
arrayPointer = (int*)malloc(sizeof(int)*arrayDimension);
if(arrayPointer == NULL){
printf("Error allocating memory!");
return -1;
}
for(i=0;i<arrayDimension;i++){
printf("Insert the %d value of the array:",i+1);
scanf("%d\n",arrayPointer[i]);
}
free(arrayPointer);
return 0;
} `
كما ترون من أجل تخصيص مساحة في الذاكرة الديناميكية تحتاج إلى معرفة كيفية عمل المؤشرات في C. إن الوظيفة السحرية هنا هي malloc الذي سيعود كمخرج فارغ (وهو مؤشر إلى منطقة من نوع البيانات غير معروف) إلى مساحة الذاكرة الجديدة التي قمنا بتخصيصها للتو. دعونا نرى كيفية استخدام هذه الوظيفة خطوة بخطوة:
تخصيص صفيف خلال وقت التشغيل
sizeof(int)
لنبدأ من sizeof . يحتاج malloc إلى معرفة مقدار المساحة المخصصة لبياناتك. في الواقع ، سيستخدم المتغير int مساحة تخزين أقل ثم مساحة double . من غير الآمن عمومًا تحديد حجم أي نوع بيانات. على سبيل المثال ، على الرغم من أن معظم تطبيقات C و C ++ على أنظمة 32 بت تعرف النوع int لتكون أربع ثمانيات ، فقد يتغير هذا الحجم عند نقل الكود إلى نظام مختلف ، مما يؤدي إلى كسر الشفرة. sizeof كما يقترح اسم يولد حجم متغير أو نوع البيانات.
arrayPointer = (int*) malloc(sizeof(int) * arrayDimension);
في هذا المثال ، يقوم malloc بتخصيص الذاكرة وإرجاع المؤشر إلى كتلة الذاكرة. حجم الكتلة المخصصة يساوي عدد البايتات لكائن واحد من نوع int مضروبًا في arrayDimension ، مما يوفر للنظام مساحة كافية متاحة. ولكن ماذا لو لم يكن لديك مساحة كافية أو malloc لا يمكن تخصيصها لبعض الأسباب الأخرى؟
التحقق من إخراج malloc
لا يحدث هذا بشكل شائع ولكن من الجيد جدًا التحقق من قيمة متغير مؤشرك بعد تخصيص مساحة جديدة من الذاكرة.
if(arrayPointer == NULL) printf("Error allocating memory!");
سيكون هذا أيضًا مفيدًا جدًا أثناء مرحلة التصحيح وسيعمل على منع بعض الأخطاء المحتملة باستخدام آخر وظيفة مستخدمة في المثال.
كلمة على الحرة ()
عادة يتم إلغاء تخصيص المتغيرات تلقائيًا عندما يتم تدمير نطاقها ، مما يؤدي إلى تحرير الذاكرة التي كانوا يستخدمونها. لا يحدث هذا بسيط عند تخصيص الذاكرة يدوياً باستخدام malloc . لمنع تسرب الذاكرة في برامج أكثر تعقيدًا ولإلغاء إنشاء القمامة في النظام ، يجب عليك تحرير منطقة الذاكرة المستخدمة حديثًا قبل إنهاء تنفيذ التعليمات البرمجية.
free(arrayPointer);
في النهاية سوف تفهم بالتأكيد أن التحقق من قيمة arrayPointer كان ضروريا لمنع الخطأ باستخدام الوظيفة free . إذا كانت قيمة arrayPointer تساوي NULL قد يكون لديك expirencied نوع من الخطأ.
وظائف أخرى مماثلة ل malloc
في بعض الأحيان ، لا تحتاج فقط إلى حجز مساحة جديدة من الذاكرة لعملياتك ، فقد تحتاج أيضًا إلى تهيئة جميع وحدات البايت إلى صفر. هذا هو ما يستخدم calloc ل. في حالات أخرى ، ترغب في تغيير حجم مقدار الذاكرة التي يشير إليها المؤشر. على سبيل المثال ، إذا كان لديك مؤشر يعمل كمصفف للحجم n وتريد تغييره إلى صفيف بحجم m ، فيمكنك استخدام realloc .
int *arr = malloc(2 * sizeof(int)); arr[0] = 1; arr[1] = 2; arr = realloc(arr, 3 * sizeof(int)); arr[2] = 3;
الأخطاء الشائعة
الاستخدام غير السليم لتخصيص الذاكرة الديناميكية يمكن أن يكون مصدرًا للثغرات كما رأينا من قبل. معظم الأخطاء الشائعة هي:
- عدم التحقق من فشل التخصيص لا يمكن ضمان تخصيص الذاكرة بنجاح ، وقد يقوم بدلاً من ذلك بإرجاع مؤشر فارغ. باستخدام القيمة التي تم إرجاعها ، دون التحقق من نجاح التخصيص ، يستدعي سلوكًا غير معروف. هذا عادة ما يؤدي إلى تعطل (بسبب خطأ تجزئة الناتج على dereference مؤشر nullference) ، ولكن لا يوجد أي ضمان أن يحدث تعطل لذا فإن الاعتماد على ذلك يمكن أن يؤدي أيضًا إلى حدوث مشكلات.
- تسريبات الذاكرة الفشل في إلغاء تخصيص الذاكرة باستخدام خيوط
freeلتراكم الذاكرة غير القابلة لإعادة الاستخدام ، والتي لم يعد يستخدمها البرنامج. - أخطاء منطقية يجب أن تتبع جميع التوزيعات نفس النمط: التخصيص باستخدام
malloc، والاستخدام لتخزين البيانات ، إلغاء تخصيص باستخدامfree. إذا كنت لا تتبع هذا النمط ، فعادةً ما يتم عرض خطأ التقطيع وسيتعطل البرنامج. يمكن أن تكون هذه الأخطاء عابرة وصعبة التصحيح - على سبيل المثال ، لا يتم استرداد الذاكرة المحررة عادةً على الفور من قبل النظام ، وقد تستمر المؤشرات المتدلية لفترة من الوقت وتبدو وكأنها تعمل.