动态内存管理的那些你不知道的知识点

1、为什么存在动态内存分配

因为在我们学过的方式中学过下面两种方式开辟内存空间

int val = 20；

char arr[10] = {0};

但是，这两种方式都有一个共同的缺陷
1)、空间开辟的大小是固定的
2)、数组在声明的时候，必须指定数组的大小，它所需要的内存在编译时分配

基于对空间的要求，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就不能满足需要，所以就会有动态内存开辟。

2、动态内存函数的介绍

1）、malloc和free

函数的格式：void malloc (size_t size)
如果返回值就需要用强制类型转化，因为函数默认就是（void*）类型
过程：函数向内存申请一块连续可用的存储空间，并返回这块空间的指针
——如果开辟成功，则就返回一个指向开辟好空间的指针
——如果开辟失败就返回一个NULL指针，因此malloc的返回值必须检查
——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决定
——如果参数size为0，malloc的行为是未定义的，取决于编译器
2、free
格式：void (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，那么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
注意事项
1、malloc在需要申请大量的存储空间利用率较高（比实际申请的大）
2、free有无使用权，但是在free后，指针还指向原来的地址（野指针），所以在释放空间后，将指针置为NULL，好的编码习惯
3、malloc一次，那么只能释放一次，不然是未定义
4、如果malloc后不释放就会形成内存泄漏（仅限于程序运行的时候，程序结束，内存空间被操作系统回收）；

2）、calloc（动态内存分配）

格式：void * calloc(size_t num, size_t size);
1、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；
在需要初始化的进程中调用calloc，但是比malloc会耗费更多的时间，其他与malloc都一样

3）、realloc

格式：void* realloc（void *ptr，size_t size）
1、realloc函数的出现让动态内存管理更加灵活
2、有时我们会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，为了我们需要的合理内存，会读内存做灵活的调整，realloc可以做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为动态调整后的大小
5、返回值为调整后内存起始位置
6、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内存空间
7、realloc在调整内存空间时存在的两种情况
【1】原来的空间之后有足够大的空间
这种方式要扩展内存，直接在原有内存之后直接追加空间，原来空间的数据不发生变化
【2】原有空间之后没有足够大的空间
原有空间之后没有足够多的空间时，扩展的方法：在堆空间上另外找一个合适大小的连续空间来使用，这样返回的是一个新的内存地址

4、常见动态内存错误

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
4、使用free释放一块动态开辟内存的一部分
5、对同一块动态内存多次free
6、动态开辟内存，忘记释放（内存泄漏）

5、柔性数组

1、概念：在C99中，结构中的最后一个元素允许是未知大小的数组，这个叫做柔性数组成员
typedef struct st_type
{
int i ;
int a[0]; //柔性数组成员
}type_a；
2、柔性数组的特点：
【1】、结构中的柔性数组成员前面必须至少有一个其他成员
【2】、sizeof返回的这种结构大小不包括柔性数组的内存
【3】、包含柔性数组成员的结构用malloc（）函数进行内存动态分配，并且分配的内存应该大于结构的大小，以适应柔性数组的预期大小
3、柔性数组的优点
【1】方便内存释放
【2】有利于访问速度