Xotira Boshqaruvi va Dinamik Xotira Boshqaruvi.

1 Dinamik Xotira Boshqaruvi Nima ?

Dinamik xotira boshqaruvi — bu dastur ishlayotganda, ya'ni runtime davomida xotira ajratish va uni bo'shatish imkonini beruvchi jarayon. Bu usul orqali dastur kerak bo'lganda xotira ajratishi va undan foydalanishi mumkin, bu esa ko'proq moslashuvchanlik va samaradorlikni ta'minlaydi. C dasturlash tilida dinamik xotira boshqaruvi uchun stdlib.h kutubxonasidagi quyidagi funksiyalardan foydalanamiz:

• malloc(): Ma'lum bir hajmda xotira ajratadi.

• calloc(): N ta element uchun xotira ajratadi va barcha joylarni nolga tenglaydi.

• realloc(): Avval ajratilgan xotira hajmini o'zgartiradi.

• free(): Ajratilgan xotirani bo'shatadi.

2 malloc() — Dinamik Xotira Ajratish

malloc() (memory allocation) funksiyasi dinamik xotira ajratish uchun ishlatiladi. Bu funksiyadan ajratilgan xotira "heap" da saqlanadi va dastur tomonidan qo‘llaniladi. malloc() funksiyasi ajratilgan xotira blokining manzilini qaytaradi.

Sintaksis:

void *malloc(size_t size);

• size — ajratiladigan xotira hajmi (baytlarda).

• return — ajratilgan xotira manzilini ko'rsatadi.

Misol: malloc() yordamida xotira ajratish

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>  // Dinamik xotira boshqaruvi uchun kutubxona

int main() {
    int *arr;  // Ko'rsatkich (pointer) e'lon qilamiz
    int n = 5; // 5 elementli massiv yaratish uchun

    // malloc() yordamida xotira ajratamiz
    arr = (int*) malloc(n * sizeof(int));

    // Agar malloc() NULL qaytarsa, xotira ajratishda xato bo'lgan
    if (arr == NULL) {
        printf("Error: Unable to allocate memory using malloc()\n");
        exit(1);  // Dastur xatolik bilan tugaydi
    }

    // Massiv elementlariga qiymat beramiz
    for (int i = 0; i < n; i++) {
        arr[i] = i + 1;  // Massivni to'ldirish
    }

    // Massivni ekranga chiqaramiz
    printf("Array using malloc(): ");
    for (int i = 0; i < n; i++) {
        printf("%d ", arr[i]);  // Har bir elementni chiqarish
    }
    printf("\n");

    // Xotirani bo'shatamiz
    free(arr);  // Ajratilgan xotirani bo'shatish

    return 0;  // Dastur muvaffaqiyatli tugaydi
}

Tushuntirish:

1. int *arr; — bu ko'rsatkichni e'lon qilamiz. U massivning xotira manzilini saqlaydi.

2. arr = (int*) malloc(n * sizeof(int)); — malloc() funksiyasi yordamida 5 ta butun son uchun xotira ajratamiz. Bu xotira hajmi n * sizeof(int) bo'lib, har bir butun son uchun xotira ajratiladi.

3. if (arr == NULL) — agar malloc() xotira ajrata olmasa, u holda NULL qaytariladi va dastur xato xabari bilan to'xtaydi.

4. arr[i] = i + 1; — ajratilgan xotiraga qiymatlar beramiz. Bu erda har bir element 1 dan boshlab to'ldiriladi.

5. printf("%d ", arr[i]); — ajratilgan xotira elementlarini ekranga chiqaramiz.

6. free(arr); — ajratilgan xotirani bo'shatamiz. Har bir ochilgan xotira bo'shatilishi kerak.

3 calloc() — Dinamik Xotira Ajratish va Initsializatsiya

calloc() (clear allocation) funksiyasi ham dinamik xotira ajratish uchun ishlatiladi, ammo u ajratilgan xotirani nol qiymatlar bilan initsializatsiya qiladi. Bu funksiyadan foydalanish, odatda, massivlar yoki strukturalarni yaratishda ishlatiladi.

Sintaksis:

void *calloc(size_t num, size_t size);

• num — ajratilishi kerak bo'lgan elementlar soni.

• size — har bir elementning hajmi (baytlarda).

Misol: calloc() yordamida xotira ajratish

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

int main() {
    int *arr;
    int n = 5;

    // calloc() yordamida xotira ajratamiz
    arr = (int*) calloc(n, sizeof(int));

    // Agar calloc() NULL qaytarsa, xotira ajratishda xato bo'lgan
    if (arr == NULL) {
        printf("Error: Unable to allocate memory using calloc()\n");
        exit(1);
    }

    // Massivni to'ldiramiz
    for (int i = 0; i < n; i++) {
        arr[i] = i + 1;  // Har bir elementni to'ldirish
    }

    // Massivni ekranga chiqaramiz
    printf("Array using calloc(): ");
    for (int i = 0; i < n; i++) {
        printf("%d ", arr[i]);  // Har bir elementni chiqarish
    }
    printf("\n");

    // Xotirani bo'shatamiz
    free(arr);

    return 0;
}

Tushuntirish:

1. arr = (int*) calloc(n, sizeof(int)); — calloc() yordamida n = 5 elementli xotira ajratamiz. Har bir element hajmi sizeof(int) ga teng bo'lib, ajratilgan barcha xotira 0 bilan to'ldiriladi.

2. for (int i = 0; i < n; i++) { arr[i] = i + 1; } — ajratilgan xotiraga qiymat beramiz.

3. printf("%d ", arr[i]); — ajratilgan xotira elementlarini ekranga chiqaramiz.

4. free(arr); — ajratilgan xotirani bo'shatamiz.

4 realloc() — Xotira Hajmini O'zgartirish

realloc() funksiyasi avval malloc() yoki calloc() yordamida ajratilgan xotira hajmini o'zgartirish imkonini beradi. Agar xotira hajmini kattalashtirish kerak bo‘lsa yoki xotiraga qo‘shimcha bo‘sh joy kerak bo‘lsa, realloc() yordamida xotira kengaytiriladi.

Sintaksis:

void *realloc(void *ptr, size_t new_size);

• ptr — dastlab ajratilgan xotiraning ko'rsatkichi.

• new_size — yangi xotira hajmi.

Misol: realloc() yordamida xotirani kengaytirish

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

int main() {
    int *arr;
    int n = 5;

    // Dastlab 5 ta element uchun xotira ajratamiz
    arr = (int*) malloc(n * sizeof(int));

    // Agar malloc() NULL qaytarsa, xotira ajratishda xato bo'lgan
    if (arr == NULL) {
        printf("Error: Unable to allocate memory using malloc()\n");
        exit(1);
    }

    // Massiv elementlariga qiymat beramiz
    for (int i = 0; i < n; i++) {
        arr[i] = i + 1;
    }

    // Xotira hajmini 10 ta elementga kengaytiramiz
    n = 10;
    arr = (int*) realloc(arr, n * sizeof(int));

    // Agar realloc() NULL qaytarsa, xotira ajratishda xato bo'lgan
    if (arr == NULL) {
        printf("Error: Unable to reallocate memory using realloc()\n");
        exit(1);
    }

    // Kengaytirilgan xotira elementlariga qiymat beramiz
    for (int i = 5; i < n; i++) {
        arr[i] = i + 1;  // Qo'shimcha elementlarga qiymat berish
    }

    // Barcha elementlarni ekranga chiqaramiz
    printf("Array using realloc(): ");
    for (int i = 0; i < n; i++) {
        printf("%d ", arr[i]);  // Har bir elementni chiqarish
    }
    printf("\n");

    // Xotirani bo'shatamiz
    free(arr);

    return 0;
}

Tushuntirish:

1. arr = (int*) realloc(arr, n * sizeof(int)); — realloc() yordamida ajratilgan xotira hajmini 10 ta elementga kengaytiramiz.

2. if (arr == NULL) — agar realloc() xotira ajrata olmasa, NULL qaytaradi va xato xabari chiqariladi.

3. for (int i = 5; i < n; i++) { arr[i] = i + 1; } — yangi ajratilgan xotira joyiga qiymatlar beramiz.

4. printf("%d ", arr[i]); — ajratilgan xotira elementlarini ekranga chiqaramiz.

5. free(arr); — ajratilgan xotirani bo'shatamiz.

5 free() — Xotirani Bo'shatish

free() funksiyasi dinamik xotira ajratishdan so'ng ajratilgan xotirani bo'shatish uchun ishlatiladi. Bu funksiya xotira manzilini oladi va tegishli xotira joyini bo'shatadi, uni keyingi foydalanish uchun ochiq qiladi.

Sintaksis:

void free(void *ptr);

• ptr — bo'shatiladigan xotira manzili.

Misol: free() funksiyasi

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

int main() {
    int *arr;
    int n = 5;

    // malloc() yordamida xotira ajratamiz
    arr = (int*) malloc(n * sizeof(int));

    // Agar malloc() NULL qaytarsa, xotira ajratishda xato bo'lgan
    if (arr == NULL) {
        printf("Error: Unable to allocate memory using malloc()\n");
        exit(1);
    }

    // Massiv elementlariga qiymat beramiz
    for (int i = 0; i < n; i++) {
        arr[i] = i + 1;
    }

    // Massivni ekranga chiqaramiz
    printf("Array: ");
    for (int i = 0; i < n; i++) {
        printf("%d ", arr[i]);
    }
    printf("\n");

    // Xotirani bo'shatamiz
    free(arr);  // Ajratilgan xotirani bo'shatish

    return 0;
}

Tushuntirish:

1. free(arr); — bu qator ajratilgan xotirani bo'shatadi. Xotira to'g'ri bo'shatilmasa, dasturda xotira oqishi (memory leak) yuz berishi mumkin, bu esa dastur va tizim uchun muammolar keltirib chiqaradi.

Xulosa:

Ushbu bo'limda dinamik xotira boshqaruvi haqida to'liq ma'lumotlar berildi. malloc(), calloc(), realloc(), va free() funksiyalari qanday ishlatilishini va har birining vazifalarini ko'rdik. Har bir qator kodga batafsil tushuntirish berildi, shuningdek, xotira ajratish va bo'shatish jarayonlari ko'rsatildi.