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为什么要有动态内存分配
malloc和free
malloc
free
calloc和realloc
calloc
realloc
常见的动态内存的错误
对NULL指针的解引用操作
编辑
对动态开辟空间的越界访问
编辑
对非动态开辟内存使用free函数
使用free函数释放一块动态开辟内存的一部分
动态开辟内存忘记释放（内存泄漏）
为什么要有动态内存分配
我们已经掌握的内存开辟方式有：
int val = 20;//在栈空间上开辟4个字节
char arr[10] = { 0 };//在栈空间上开辟10个字节的连续空间
但是上述的开辟空间的方式有两个特点：
- 空间开辟大小是固定的
- 数组在申明的时候，必须指定数组的长度，数组空间一旦确定了大小不能调整
但是对于空间的需求，不仅仅是上述的情况，有时候我们需要的空间大小在程序运行的时候我们才能知道，那数组的编译时开辟空间的方式就不能满足了。
C语言引入了动态内存开辟，让程序员自己可以申请和释放空间，就比较灵活
malloc和free
malloc
c语言提供了一个动态内存开辟的函数
void* malloc(size_t size);
这个函数想内存申请一块连续可以的空间，并返回指向这块空间的指针
- 如果开辟成功，则返回一个指向开辟好空间的指针。
- 如果开辟失败，则返回一个NULL指针，因此malloc的返回值一定要做检查
- 返回值的类型是void*，所以malloc函数并不知道开辟空间的类型，具体在使用的时候使用者自己来决定
- 如果参数size为0，malloc的行为是标准未定义的，取决于编译器
free
C语言提供了另外一个函数free，专门是用来做动态内存的释放和回收的，函数原型如下：
void free(void* str);
free函数用来释放动态开辟的内存。
- 如果参数str指向的空间不是动态开辟的，那free函数的行为是未定义的
- 如果参数str是NULL指针，则函数什么事都不做
malloc和free都声明在stdlib.h头文件当中
举个例子：
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>int main()
{int arr[10] = { 0 };int* ptr = NULL;ptr=(int*)malloc(10 * sizeof(int));if (ptr != NULL){int i = 0;for (i = 0; i < 10; i++){*(ptr + i) = i;}}free(ptr);//释放ptr所指向的动态内存ptr = NULL;return 0;
}calloc和realloc
calloc
C语言还提供了一个函数叫calloc，calloc函数也用来动态内存分配 ，原型如下：
void* calloc(size_t num, size_t size);
- 函数的功能是为num个大小为size的元素开辟一块空间，并且把空间的每个字节初始化为0
- 与函数malloc的区别只在于calloc会在返回地址之前把申请的空间每个字节全部初始化为0
举个例子：
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
int main()
{int* p = (int*)calloc(10, sizeof(int));if (NULL != p){int i = 0;for (i = 0; i < 10; i++){printf("%d ", *(p + i));}}free(p);p = NULL;return 0;
}
所以如果我们对申请的内存空间的内容要求初始化，那么可以很方便的使用calloc函数来完成任务
realloc
- realloc函数的出现让动态内存管理更加灵活
- 有时我们发现过去申请的空间太小了，有时候我们又觉得申请的空间过大了，所以为了合理的分配内存，我们一定要学会对内存的大小做灵活的调整，那realloc函数就可以完成这个工作
函数原型如下：
void* realloc(void* ptr, size_t size);
- ptr是要调整的内存地址
- size是调整之后的新大小
- 返回值为调整之后的内存起始位置
- 这个函数调整原内存空间大小的基础上，还会将原来内存中的数据移动到新的空间
- realloc在调整内存空间是存在两种情况
- 原有空间之后有足够大的空间
- 原有内存之后没有足够大的空间
1.要扩展内存就直接原有内存之后直接追加空间，原来空间的数据不会发生变化
2.原有空间之后没有足够多的空间时，扩展的方法是：在堆空间上另找一个合适大小的连续空间来使用。这样函数返回的是一个新的内存地址。
由于上述的两种情况，realloc函数的使用就要注意一些
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>int main()
{int* ptr = (int*)malloc(100);if (ptr != NULL){//业务处理}else{return 1;}//拓展容量//代码1-直接将realloc的返回值放到ptr中ptr = (int*)realloc(ptr, 1000);//申请失败的话会怎么样？//代码2-先将realloc函数的返回值放到p中，不为NULL，在放到ptr中int* p = NULL;p = realloc(ptr, 1000);if (p != NULL){ptr = p;}//业务处理free(ptr);ptr = NULL;return 0;
}常见的动态内存的错误
对NULL指针的解引用操作
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
void test()
{int* p = (int*)malloc(INT_MAX / 4);*p = 20;//如果p的值是NULL，就会有问题free(p);
}int main()
{test();return 0;
}
对动态开辟空间的越界访问
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
void test()
{int i = 0;int* p = (int*)malloc(10 * sizeof(int));if (NULL == p){perror("malloc");}for (i = 0; i <= 10; i++){*(p + i) = i;//当i是10的时候越界访问}free(p);
}
int main()
{test();return 0;
}
对非动态开辟内存使用free函数
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
void test()
{int a = 10;int* p = &a;free(p);//ok?
}
int main()
{test();return 0;
}使用free函数释放一块动态开辟内存的一部分
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
void test()
{int* p = (int*)malloc(100);p++;free(p);//p不再指向动态内存的起始位置
}
int main()
{test();return 0;
}动态开辟内存忘记释放（内存泄漏）
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
void test()
{int* p = (int*)malloc(100);if (NULL != p){*p = 20;}
}
int main()
{test();while (1);
}忘记释放不再使用的动态开辟的空间会造成内存泄漏
切记：动态开辟的空间一定要释放，并且正确释放
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