اختصاص حافظه (Allocate Memory)
«اختصاص حافظه (Allocate Memory)» یعنی رزرو فضا در RAM برای داده ها. گاهی قبلِ اجرا رزرو می شود. گاهی هنگام اجرا رزرو می شود. اگر مثل کمد مدرسه مدیریت نکنی، جا کم می آوری. پس با حوصله جلو برو.
حافظه ایستا (Static Memory)
حافظه ایستا قبل از اجرای برنامه رزرو می شود. به آن «اختصاص زمان کامپایل» هم می گویند. زبان C برای هر متغیر، هنگام کامپایل، فضا می گیرد.
#include <stdio.h>
int main() {
int students[20];
printf("%zu\n", sizeof(students));
return 0;
}
نکته: اگر فقط 12 دانش آموز بیایند، 8 خانه بلااستفاده می ماند. بنابراین کمی حافظه هدر می رود.
حافظه پویا (Dynamic Memory)
حافظه پویا بعد از شروع اجرا رزرو می شود. به آن «اختصاص زمان اجرا» می گویند. اینجا مقدار حافظه دستِ خودت است. اما دسترسی فقط با «پوینتر (Pointer)» ممکن است.
#include <stdlib.h>
int *ptr1 = NULL;
int *ptr2 = NULL;
int main() {
ptr1 = malloc(/* size in bytes */);
ptr2 = calloc(/* amount */, /* size */);
return 0;
}
نکته: داده حافظه malloc نامشخص است. قبل از خواندن، مقداردهی کن. اما calloc تمام بایت ها را صفر می کند. البته کمی کندتر است.
استفاده امن از sizeof
بهترین روش، اندازه گیری نوع داده با sizeof است. مراقب باش sizeof(ptr) فقط اندازه خود پوینتر را می دهد.
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
int *ptr1 = NULL;
int *ptr2 = NULL;
int main() {
ptr1 = malloc(sizeof(*ptr1));
ptr2 = calloc(1, sizeof(*ptr2));
printf("%zu\n", sizeof(*ptr1));
return 0;
}
نمونه پویا برای دانش آموزان
اندازه واقعی را خودت حساب کن. تعداد آیتم ها ضرب در اندازه نوع داده.
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
int main() {
int *students = NULL;
int numStudents = 12;
students = calloc(numStudents, sizeof(*students));
printf("%d\n", numStudents * (int)sizeof(*students));
return 0;
}
یادداشت های مهم اختصاص حافظه
هنگام اختصاص پویا، خطاها را بررسی کن. در پایان، حافظه را آزاد کن. این موارد در فصل های بعد می آید.
حافظه پشته (Stack Memory)
پشته نوعی حافظه پویاست برای متغیرهای داخل تابع. هنگام فراخوانی تابع رزرو می شود. هنگام بازگشت آزاد می شود. بازگشتِ عمیق می تواند «سرریز پشته» ایجاد کند.
هشدار: بازگشت بی حساب، پشته را می بلعد. سپس برنامه از کار می افتد.
گام های عملی اختصاص حافظه
- نیاز واقعی را مشخص کن.
- با
mallocیاcallocرزرو کن. - نتیجه NULL را بررسی کن.
- اندازه ها را با
sizeofمحاسبه کن.
نکته: برای مرور مفاهیم، صفحه مدیریت حافظه را ببین. همچنین برای ادامه، صفحه دسترسی به حافظه را دنبال کن. اگر لازم شد، همین صفحه اختصاص حافظه را نشانه گذاری کن.
جمع بندی سریع
- ایستا قبلِ اجرا است؛ اندازه ثابت می ماند.
- پویا هنگام اجرا است؛ اندازه انعطاف پذیر است.
- malloc مقداردهی نمی کند؛ calloc صفر می نویسد.
- همیشه از sizeof نوعِ داده استفاده کن.