C Academy · Урок

malloc и free

Выделяйте память в куче

«malloc и free» — бесплатный урок C Academy на CoddyKit. Это урок 1 из 4. Ты можешь прочитать весь урок бесплатно ниже — а потом практиковать его прямо в браузере с встроенным редактором кода и ИИ-репетитором 24/7. Это часть пути обучения C Academy, и твой прогресс синхронизируется между веб-версией и приложением CoddyKit. Курс C Academy содержит 4 уроков всего.

Куча

До сих пор переменные хранились в стеке с фиксированным временем жизни. Куча позволяет запрашивать память во время выполнения и хранить её столько, сколько необходимо.

Вы самостоятельно управляете памятью кучи с помощью функций из <stdlib.h>.

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

int main(void) {
    int *p = malloc(sizeof(int));
    *p = 99;
    printf("%d\n", *p);
    free(p);
    return 0;
}

Вызов malloc

malloc(size) резервирует size байт и возвращает указатель на них или NULL в случае ошибки.

Память остаётся неинициализированной: её содержимое не определено.

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

int main(void) {
    int *p = malloc(sizeof(int));
    *p = 7;
    printf("value = %d\n", *p);
    free(p);
    return 0;
}

Определение размера с помощью sizeof

Всегда задавайте размер выделяемой памяти с помощью sizeof, чтобы код работал правильно на любой платформе.

Запись sizeof(*p) автоматически связывает размер с типом указателя.

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

int main(void) {
    double *p = malloc(sizeof(*p));
    *p = 3.14;
    printf("%f\n", *p);
    free(p);
    return 0;
}

Всегда проверяйте NULL

Если выделение памяти завершается ошибкой, malloc возвращает NULL. Разыменование этого указателя приводит к аварийному завершению программы.

Проверяйте результат перед использованием.

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

int main(void) {
    int *p = malloc(sizeof(int));
    if (p == NULL) {
        printf("allocation failed\n");
        return 1;
    }
    *p = 5;
    printf("ok: %d\n", *p);
    free(p);
    return 0;
}

Выделение памяти под массив

Чтобы разместить множество элементов, умножьте размер элемента на их количество.

malloc(n * sizeof(int)) создаёт место для n целых чисел.

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

int main(void) {
    int n = 5;
    int *arr = malloc(n * sizeof(int));
    for (int i = 0; i < n; i++) arr[i] = i * i;
    for (int i = 0; i < n; i++) printf("%d ", arr[i]);
    printf("\n");
    free(arr);
    return 0;
}

Доступ к массивам в куче через индексы указателя

Доступ к массиву в куче выполняется через его указатель с помощью знакомого синтаксиса arr[i], который эквивалентен *(arr + i).

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

int main(void) {
    int *arr = malloc(3 * sizeof(int));
    arr[0] = 10;
    *(arr + 1) = 20;
    arr[2] = 30;
    printf("%d %d %d\n", arr[0], arr[1], arr[2]);
    free(arr);
    return 0;
}

Освобождение памяти

free(p) возвращает блок распределителю памяти. После этого нельзя использовать p для доступа к этой памяти.

Каждому успешному вызову malloc должен соответствовать вызов free.

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

int main(void) {
    char *buf = malloc(16);
    if (buf) {
        buf[0] = 'A';
        printf("%c\n", buf[0]);
        free(buf);
    }
    return 0;
}

free(NULL) безопасен

Вызов free для указателя NULL ничего не делает и полностью допустим.

Это упрощает очистку, которая может выполняться до успешного выделения памяти.

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

int main(void) {
    int *p = NULL;
    free(p);
    printf("free(NULL) was safe\n");
    return 0;
}

Возврат памяти из кучи

В отличие от переменных стека, память в куче сохраняется после возврата из функции. Благодаря этому функция может выделить память и вернуть буфер.

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

int *make_range(int n) {
    int *a = malloc(n * sizeof(int));
    for (int i = 0; i < n; i++) a[i] = i;
    return a;
}

int main(void) {
    int *r = make_range(4);
    printf("%d %d\n", r[0], r[3]);
    free(r);
    return 0;
}

Не приводите тип результата malloc в C

В C malloc возвращает значение типа void *, которое автоматически преобразуется в любой тип указателя.

Явное приведение не нужно и может скрыть отсутствие подключения <stdlib.h>.

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

int main(void) {
    long *p = malloc(sizeof(long));
    *p = 1234567L;
    printf("%ld\n", *p);
    free(p);
    return 0;
}

Не освобождайте память дважды

Вызов free для одного и того же указателя дважды приводит к неопределённому поведению и может повредить кучу.

После освобождения присваивайте указателю значение NULL, чтобы случайное повторное использование не причинило вреда.

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

int main(void) {
    int *p = malloc(sizeof(int));
    *p = 1;
    free(p);
    p = NULL;
    free(p);
    printf("no double free\n");
    return 0;
}

Быстрая проверка

Проверьте свои знания о malloc и free.

Повторение

Вы изучили основы выделения памяти в куче:

malloc(size) резервирует неинициализированные байты и возвращает NULL в случае ошибки.
Всегда проверяйте результат и размер с помощью sizeof.
free(p) возвращает память; каждому вызову malloc нужен один вызов free.
free(NULL) безопасен; повторное освобождение приводит к неопределённому поведению.

Часто задаваемые вопросы

Урок «malloc и free» бесплатный?

Да — полный текст урока «malloc и free» бесплатно доступен здесь в веб-версии. Чтобы практиковать его интерактивно (встроенный редактор кода и ИИ-репетитор 24/7) и разблокировать остальной курс C Academy, подпишись на CoddyKit PRO. Курс C Academy содержит 4 уроков всего.

Чему я научусь в уроке «malloc и free»?

Выделяйте память в куче Ты практикуешь C Academy с помощью реального кода, который запускаешь прямо в браузере, и ИИ-репетитор 24/7 отвечает на твои вопросы во время урока.

Нужен ли мне опыт, чтобы начать C Academy?

Предыдущий опыт не требуется. C Academy на CoddyKit структурирован для всех уровней — от новичков до продвинутых, поэтому ты можешь начать отсюда или с самого начала и учиться в своем темпе. Это урок 1 из 4.

Сколько времени занимает урок «malloc и free»?

Большинство уроков CoddyKit занимают около 5–10 минут. Каждый из них компактный и интерактивный, поэтому ты постоянно делаешь прогресс и продолжаешь с того же места в веб-версии и приложении.

Можно ли писать и запускать код в этом уроке C Academy?

Да. Каждый урок C Academy включает встроенный редактор кода, поэтому ты пишешь и запускаешь реальный код прямо в браузере и получаешь моментальную обратную связь от AI — локальная установка не требуется.

Все уроки этого курса

← Назад к C Academy