【C语言】动态内存管理

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 🎉道阻且长，行则将至

前言 

我们之前学过了内存开辟方式：

int i=2;//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

但是这种开辟空间其有两个特点：

1.空间开辟大小是固定的。

2.数组在声明的时候，必须指定数组长度，而且数组空间大小一旦确定就不可以调整。

可是有时候我们需要的空间是在程序运行过程中才知道的，所以我们需要更灵活的空间开辟方式。

C语言中引入动态内存开辟，让程序员自己可以申请和释放空间。

 一.malloc

malloc是一个动态内存开辟函数，其头文件为<stdlib.h>

1.这个函数向内存申请一块连续可用的空间，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，所以我们使用malloc时，要对其返回值进行检查。

2.我们利用void*接受返回值，所以malloc并不知道开辟空间的类型，具体在使用的时候由使用者自己决定，然后使用是，要进行强制性转化。

malloc的应用：

 2.free

C语言提供一个函数free,专门用来做动态内存的释放和回收的。其头文件是<stdlib.h>。

1.其指针是指向空间的起始地址 。

2.如果参数ptr指向的空间不是动态开辟的，那free函数的行为是未定义的。

2.如果参数ptr是NULL指针，则函数什么事都不做。

 free的应用：

 三.calloc

C语言还提供函数calloc用于动态内存开辟。

1.calloc函数作用是为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。

注：malloc与calloc的区别只在于calloc会在返回地址之前把申请的空间的每个字节初始化全为0。

calloc的应用： 

四.realloc 

1.realloc函数的出现让动态内存的管理更加灵活。

2.有时我们发现过去申请的空间太大或太小了，那这个时候我们要调整内存大小， 所以我们引入realloc函数达到对动态开辟内存大小的调整.

3.ptr是要调整的内存地址。

4.size为调整之后的大小

5.返回值为调整之后的内存起始位置。

调整原内存空间，会有两种情况：

一.调整失败，返回NULL.

二.调整成功，有两种情况：

  情况1：原有空间之后有足够大空间。

  情况2：原有空间之后没有足够大的空间。 

 

对于情况1，要扩展内存就直接在原有的内存空间之后追加空间，原来空间的数据不发生变化。

对于情况2，原来空间之后没有足够空间时，我们的方法是：在堆空间上另外找一个合适大小的连续空间来使用，把旧的数据拷贝到新的空间，然后释放旧空间，返回新的空间的地址。 

情况2：

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