linux系统编程-内存管理day04-选择合适的内存分配机制&存储器操作
- 本节包含了对合适的内存分配机制的选择，以及常见的存储器操作
- 前面学习了很多内存分配的方式，可能会使我们不知道在一个具体问题中不知道该选择哪一种。（大部分情况下malloc( )总是最好的选择，然而在某些情况下，采用其它的方式会更好一些）.
- 在栈中分配临时变量
- 在堆中分配全局变量
- malloc( )
- 优点：简单，方便，最常用
- 缺点：返回的内存并非用0进行初始化了，只是一段不确定内容的空间，程序员如果想当然的以为是用全0初始化的，则会出问题
- 用法： char *p = malloc(size);
- calloc( )
- 优点：使数组分配变得容易，用0初始化了内存
- 缺点：在分配非数组空间时显得较复杂
- 用法：int * y = calloc(50, sizeof(int));
- realloc( )
- 优点：调整已分配的空间大小
- 缺点：只能用来调整已分配空间的大小
- 用法：r = realloc(p, sizeof(struct map));
- brk( ) 和 sbrk( )
- 优点：允许对堆进行深入控制
- 缺点：对大多数使用者来说过于底层
- 用法：brk( )会设置数据段的中断点，sbrk( )将数据段末端增加或减少n个字节，其中sbrk(0)返回的是现在断点的地址.
- 匿名内存映射
- 优点：使用简单，可共享，允许开发者调整保护等级并提供建议，适合大空间的分配
- 缺点：不适合小分配。最优时malloc( )会自动使用匿名内存映射（default情况下，128KB是临界点，临界点可以通过mallopt()来调整在这个临界点）
- 用法：void p = mmap(NULL, 5121024, PROT_READ|PROT_WRITE, MAP_ANONYMOUS| MAP_PRIVATE, -1, 0);
- posix_memalign( )
- 优点：分配的内存按照任何合理的大小进行对齐
- 缺点：相对较新，因此可移植性是一个问题；对于对齐的要求不是很迫切的时候，则没有必要使用
- 用法：
/* 分配1KB，以256字节对齐 */
char *buf;
int ret = posix_memalign(&buf, 256, 1024);
- memalign( ) 和 valloc( )
- 优点：相比posix_memalign( )在其它的Unix系统上更常见
- 缺点：不是POSIX标准，对齐的控制能力不如posix_memalign( )
- alloca( )
- 优点：最快的分配方式，不需要知道确切的大小，对于小的分配非常适合
- 缺点：不能返回错误信息，不适合大分配，在一些Unix系统上表现不好
- 用法：用法与malloc( )一样，但不用自己释放空间. char *p = alloca(1024);
- 变长数组VLAs
- 优点：与alloca( )类似，但在退出此层循环时释放空间，而不是函数返回时
- 缺点：只能用来分配数组，在一些情况下alloca( )的释放方式更加适用，在其它Unix系统中没有alloca( )常见
- 用法：
for (i = 0; i < n; ++i)
char foo[i + 1];
- 以上就是对内存分配几种方法的总结，总的来说，malloc( )仍然是最简单最直观的方法，然而有些内存方法，例如基于栈的分配，在linux下能有很好的性能；不过同时，考虑到可移植性问题，要谨慎运用
^ ^
- 注意：这些函数都不会返回错误信息。
- 字节设置 memset( ):
#include
void *memset(void *s, int c, size_t n);
- 调用memset( )将把从s指向区域开始的n个字节设置为c
- 它经常被用来将一块内存清零：
/* zero out [s, s+256) */
memset(s, '\0', 256);
- 注：如果你可以使用calloc( )分配内存，那就坚决不要使用memset( )了。因为calloc( )可直接从内存中获取已经清零了的内存，这显然比手工的将每个字节清零要高效。
#include
int memcmp(const void *s1, const void *s2, size_t n);
和strcmp( )相似，memcmp( )比较两块内存是否相等。
- 调用memcmp( )比较s1和s2的头n个字节，如果两块内存相同就返回0,如果s1小于s2就返回一个小于0的数，反之则返回大于0的数。
- 注意：因为结构体填充的存在，通过memcmp( )来比较两个结构是否相等是不可靠的。如果要比较两个结构体，只能一个个比较结构体中的每一个元素。
- 字节移动
3.1 memmove( ):
#include
void *memmove(void *dst, void *src, size_t n);
memmove( )复制src的前n字节到dst,返回dst。
- memmove( )可以安全地处理内存区域重叠问题（就是说，dst的一部分在src里面），例如它们允许内存块在一个给定的区域内向上或下移动。
#include
void *memcpy(void *dst, const void *src, size_t n);
- 除了dst和src间不能重叠，这个函数基本和memmove( )一样。如果重叠了，函数的结果是未被定义的。
- 一个安全的复制函数
#include
void *memccpy(void *dst, const void *src, int c, size_t n);
memccpy( )和memcpy( )类似，但当它发现字节c在src指向的前n个字节中时会停止拷贝。它返回指向dst中c后一个字节的指针，或者当没有找到c时返回NULL。
【linux系统编程-内存管理day04-选择合适的内存分配机制&存储器操作】3.3 mempcpy( )：
- 可以使用mempcpy( )来跨过拷贝的内存
#define _GNU_SOURCE
#include
void *mempcpy(void *dst, const void *src, size_t n);
- mempcpy( )和memcpy( )几乎一样，区别在于mempcpy( )返回的是指向被复制的内存的最后一个字节的下一个字节的指针。
- 当在内存中有连续的一系列数据需要拷贝时它是很有用的，但是它并没有太大的性能提升，因为返回的指针只是dst+n而已。
- 这个函数是GNU中特有的
- 字节搜索
4.1 memchr( ):
#include
void *memchr(const void *s, int c, size_t n);
- memchr( )从s指向的区域开的n个字节中寻找c，c将被转换为unsigned char.
- 函数返回指向第一个匹配c的字节的指针，如果没找到c则返回NULL.
#define _GNU_SOURCE
#include
void *memrchr(const void *s, int c, size_t n);
- memrchr( )与memchr( )类似，不过它是从s指向的内存开始反向搜索n个字节，多的字母r代表reverse的意思
- memrchr( )是GNU的扩展函数，而不是C语言的一部分
#define _GNU_SOURCE
#include
void *memmem(const void *haystack, size_t haystacklen, const void *needle, size_t needlelen);
- memmem( )函数在指向长为haystacklen的内存块haystack中查找，并返回第一块和长为needlelen的needle匹配的子块的指针。如果找不到，会返回NULL。
- 这个函数同样是GNU的扩展函数.
- 字节加密
Linux的C库提供了进行简单数据加密的接口:
#define _GNU_SOURCE
#include
void *memfrob(void *s, size_t n);
- memfrob( )函数将s指向的位置开始的n个字节，每个都与42进行异或操作来对数据进行加密。函数返回s。
- 再次对相同的区域调用memfrob( )可以将其转换回来
- 用法：memfrob(secret, len);
- 这个函数用于对数据加密绝对不适合！它仅限于对于字符串的简单处理.
- 它是GNU标准函数.
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