12.4. Alocação Dinâmica de Memória

Relembrando a Alocação Estática de Memória

Até o momento, estudamos na Linguagem C a alocação estática de memória, que ocorre comumente nos vetores, strings e matrizes. Nessa abordagem, o tamanho e o tempo de vida da memória são determinados em tempo de compilação. Isso significa que:

• A memória é reservada antes da execução do programa. Por exemplo, a declaração do vetor de inteiros abaixo:

int arr[50];

significa que 50 * 4 bytes = 200 bytes serão alocados no processo de compilação do código-fonte, sendo este espaço imutável.

• O tempo de vida da variável é fixo, durante toda a execução do programa.

• A alocação da memória é feita na stack (pilha) ou data segment (em variáveis globais - opssss, não vimos isso!!).

Vantagens

• É simples de usar no código-fonte.
• Menor chance de vazamento de memória, já que a liberação é automática.

Desvantagens

• O tamanho do vetor é fixo e deve ser conhecido antes de compilar.
• Desperdício de memória se o array for maior do que o necessário.
• Falta de flexibilidade para crescer ou encolher estruturas durante a execução.

Alocação Dinâmica de Memória

Suponha que você queira ler n números da entrada padrão, em que o valor de n não é conhecido em tempo de compilação. É a típica situação:

int n;
scanf("%d", &n);

Não é recomendável fazer:

int n;
scanf("%d", &n);
int v[n];

Observação: tal operação só é permitida no padrão C99+ e com limitações. Você saberia me responder qual é a capacidade máxima do vetor v, já que seu tamanho é determinado em tempo de compilação?

A solução é utilizar alocação dinâmica de memória, via função malloc.

Função malloc

Essa função aloca um bloco de memória com o número de bytes especificado e retorna um ponteiro do tipo void* que aponta para o início do bloco. Caso essa alocação falhe, ela retorna NULL se a alocação falhar.

void *malloc(size_t TAMANHO);

O exemplo abaixo mostra a alocação de um espaço de memória para alocar 5 inteiros.

int n;
scanf("%d",&n);
int *v = (int *) malloc(sizeof(int)*n);

em que:

• sizeof(int) é um operador que determina garante que você está alocando a quantidade certa de bytes.
• (int *) é um cast opcional em C.

Função free

Após alocarmos dinamicamente um espaço de memória e referênciá-lo por um ponteiro, é de total responsabilidade do programador liberar esse espaço memória após seu uso e antes da finalização do programa.

Na linguagem C, a função free libera a memória dinâmica que foi previamente alocada com malloc (ou também calloc ou realloc). A função possui a seguinte definição:

void free(void *ptr);

Seu uso é simples, conforme mostra o exemplo a seguir:

int n;
scanf("%d",&n);
int *v = (int *) malloc(sizeof(int)*n);

/* ... */

free(v);
v = NULL;

Lembre-se do mantra: “Toda alocação com malloc deve ter um free correspondente.”

Considerações Finais

• A Alocação Dinâmica de Memória é feita em tempo de execução, isto é, enquanto o programa está rodando no computador.
• A memória é alocada na heap (região de memória livre).
• O programador é responsável por liberar a memória com free.