動的メモリ確保

C言語では、動的メモリ確保を使用すると、コンパイル時ではなく実行時にメモリを確保できます。

このレッスンでは、次のことを学びます。

• malloc、calloc、realloc を使用してメモリを確保する方法
• free を使用して確保したメモリを解放する方法
• メモリリークを防ぐ方法

動的メモリ確保とは

通常、変数用のメモリはコンパイル時に確保されます。

動的メモリ確保では、専用の関数を使用してプログラムの実行中にメモリを確保します。

これは、コンパイル時にはサイズが分からない配列や構造体を管理する場合に役立ちます。

malloc()によるメモリの確保

malloc 関数はメモリを確保しますが、初期化は行いません。

構文：

ptr = (int*) malloc(size * sizeof(int));

確保に成功した場合は確保されたメモリへのポインターを返し、失敗した場合は NULL を返します。

例：malloc()の使用

このプログラムでは、malloc を使用してメモリを確保する方法を示します。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int main() {
    int *ptr = (int*) malloc(5 * sizeof(int));
    if (ptr == NULL) {
        printf("Memory allocation failed!\n");
        return 1;
    }
    for (int i = 0; i < 5; i++) {
        ptr[i] = i * 10;
        printf("%d ", ptr[i]);
    }
    free(ptr);
    return 0;
}

calloc()によるメモリの確保

calloc 関数はメモリを確保し、0で初期化します。

構文：

ptr = (int*) calloc(num_elements, sizeof(int));

確保に成功した場合は確保されたメモリへのポインターを返し、失敗した場合は NULL を返します。

例：calloc()の使用

このプログラムでは、calloc を使用してメモリを確保する方法を示します。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int main() {
    int *ptr = (int*) calloc(5, sizeof(int));
    if (ptr == NULL) {
        printf("Memory allocation failed!\n");
        return 1;
    }
    for (int i = 0; i < 5; i++) {
        printf("%d ", ptr[i]); // All elements initialized to 0
    }
    free(ptr);
    return 0;
}

realloc()によるメモリの再確保

realloc 関数は、以前に確保したメモリのサイズを変更します。

構文：

ptr = realloc(ptr, new_size * sizeof(int));

新しいメモリブロックへのポインターを返します。

free()によるメモリの解放

メモリリークを防ぐため、確保したメモリは free() を使用して解放する必要があります。

構文：

free(ptr);

解放後は、そのポインターにアクセスしないでください。

まとめ

このレッスンでは、次のことを学びました。

• malloc と calloc を使用してメモリを確保する方法
• realloc を使用してメモリを再確保する方法
• メモリリークを防ぐために free を使用してメモリを解放する方法

次は、C言語のポインター配列と関数ポインターについて学びます。