C语言动态内存分配

思维导图：

内存分配的方式：

1.在静态存储区中进行分配

内存在程序编译的时候就已经分配好，这块内存在程序的整个运行期间都存在。例如全局变量，静态变量（static）。

2.在栈中进行分配

在执行函数时，函数内部局部变量的存储单元都可以在栈上创建，函数执行结束时，这些存储被自动释放，效率很高，但是分配的内容比较有限。

3.在堆中分配

在堆上分配也称为动态内存分配：程序在运行的时候用malloc等函数申请任意多少的内存，程序猿自己负责用的时候在何时用free释放内存。动态内存分配的生存期有我吗自己决定，使用非常灵活，但是问题也比较多。注意：如果没有释放的话，很容易会造成内存溢出，因为堆中的内存块是全局的，因此不会因为函数的调用而结束。

动态内存分配中使用的函数：

malloc函数：需要头文件<malloc.h>

void* malloc(size_t size) //返回的是一个通用类型的指针，根据需要进行强转

功能：允许从空闲内存池中分配连续内存但不初始化 

参数：size参数实际就是一个所需字节数的整数 malloc(20)

返回：若分配成功则返回一个指向该内存块的指针，在使用时可根据需要做强制类型转换，否则返回NULL（空指针）//需要判空 

TIPS：申请malloc的时候尽量去给它进行一下初始化，防止后面出现一些不确定性的东西。

malloc的生命周期：只要没有调用free这个函数，进程没有结束，那么此时，这个函数的生命周期就会一直存在在内存中；它是存放在堆空间中的，它不会因为你去函数调用的结束自动去释放，堆当中的内存是全局的 

free函数：free函数与malloc函数是成对出现的

int* p=(int*)malloc(n*sizeof(int)); //动态分配一个整数数组
free(p); //释放掉堆内存

free之后，申请内存的那个指针就会变成野指针(声明了，但是没有任何指向的指针)，有时候会出现野指针错误； 
所以尽量在操作之后：将指针置为NULL 
p=NULL； 
注意：申请和释放是成对的，所以程序是不能进行多次free的，否则会崩溃的

calloc函数：需要用到的头文件stdlib.h 

void* calloc(size_t num_elements,size_t element_size);

功能：功能同malloc是一样的，但是作初始化 

参数：num_elements是所需的元素的数量，element_size是每个元素的字节数

返回：同malloc一样

也是需要free()释放内存，成对出现。

realloc函数：需要用到的头文件<stdlib.h>,动态扩大缩小申请的内存 

void* realloc(void* ptr,size_t new_size)

功能：在指针ptr指向的内存基础上扩大或者缩小内存 

参数：ptr是指向先前通过malloc,calloc和realloc函数后分配的内存块的指针，new_size是内存块的新尺寸，可能大于或者小于原有内存尺寸；这个是追加到new_size的新的内存 

realloc在C语言中也被称为动态数。

注意：
1）当扩展内存的时候，不会对添加进内存块的字节进行初始化 
2）若不能调整内存则返回NULL，但原有内存中的数据是不会发生改变的 
3）若第一个参数为NULL那么功能 等同与malloc函数，若第二个参数为0,那么会释放调用内存块

realloc(NULL,10*size(int)); 等同malloc(10*sizeof(int));
realloc(p,0); 等同于free

4）当缩小或者扩大内存时，一般不会对其进行移动，若无法扩大内存块，那么啃呢个会在别处分配新的内存快，然后把旧内存块的数据复制到新块 中，并将旧块删除释放内存。

常见的内存错误：

1）段错误 
      使用未分配成功的内存 
             避免方式：在使用内存之前检查指针是否为NULL； 
      引用分配成功但尚未初始化的内存 
             避免方式：赋予初值，即便是赋予零值也不可省略 
      内存分配成功并且已经初始化，但操作越过了内存的边界 
             避免方式：注意下标的使用不能超出边界 
      忘记释放内存，造成内存泄露 
             避免方式：申请内存的方式和释放内存的方式需要成双成对 
      释放内存之后却继续去使用这一块内存 
             避免方式：使用free内存之后，把指针置为NULL；

内存错误的注意点： 
       指针消亡了，并不表示它所指向的内存会被自动释放,(在free之前，直接将指针设为NULL)； 
       内存释放了，并不代表指针会消亡或者成了NULL指针；(在free之后，指针并没有进行NULL设置)

野指针： 
       野指针的形成是指针变量没有被初始化，任何指针变量刚被创建的时候不会自动成为NULL指针，它的缺省值是最忌的，它会乱指一气

指针变量在创建的同时应当被初始化，要么将指针设置为NULL，要么让它指向合法内存

free内存块之后，需要将指针设置为NULL，如果没有设置为NULL，也会出现“野指针”，它是指向“垃圾”内存的指针；

多次free内存块，是会导致程序崩溃的