【C语言】动态内存管理

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:

1 int val=20;//在栈空间上开辟四个字节
2 char arr[10]=(0);//在核空间上开辟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，就比较灵活了

一 malloc和free

malloc和free都声明在 stdlib.h 头文件中。

1.malloc

void melloc(size_t size);

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，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的行为是标准是未定义的，取决于编译器。

2.free

专门是用来做动态内存的释放和回收的，

void free(void*ptr);

free函数用来释放动态开辟的内存。

• 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。
• 如果参数 ptr 是NULL指针，则函数什么事都不做。

例：

二 calloc和realloc

1.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的每个字节初始化为全0

malloc与calloc功能相似，但malloc效率更高，而calloc可以直接初始化。

2.realloc

• realloc函数的出现让动态内存管理更加灵活:
• 有时会我们发现过去申请的空间太小了，有时候我们又会觉得申请的空间过大了，那为了合理的使用内存，我们一定会对内存的大小做灵活的调整。那 realloc 函数就可以做到对动态开辟内存大小的调整。

函数原型如下:

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

• ptr 是要调整的内存地址
• size 调整之后新大小，单位是字节
• 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在调整内存空间的是存在两种情况:

1. 原有空间之后有足够大的空间
2. 原有空间之后没有足够大的空间

三 常见的动态内存的错误

1 对NULL指针的解引|用操作

2 对动态开辟空间的越界访问

3 对非动态开辟内存使用free释放

4 便用free释放一块动志开辟内存的一部分

5 对同一块动态内存多次样放

6 动志开辟内存忘记释放(内存泄漏)