C语言中的动态内存分配

一.动态内存分配

1.常用的函数：

①：malloc（memory allocation）：用于申请一个连续的空间

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h> 
int main() {
	// 因为并不是所有的操作系统中的int类型的数据占用的都是4个字节，因此我们选择通过sizeof函数计算当前操作系统中我们到底应该分配多少大小的空间 
	int len = 100 * sizeof(int);
	//需求：申请一片连续的空间用于存储100个int类型的整数
	int* p = (int*)(malloc(len)); //malloc中传递的参数是我们要申请的空间大小，单位是字节 ，最终malloc的返回值为这篇空间的首地址 
	// 查看我们分配的空间的首地址值为多少 
	printf("%p\n", p);
	
	// 赋值
	// 第一种方式 
//	for (int i = 0; i < 100; i++) {
//		*(p + i) = i;
//	}
	// 第二种方式（类似操作数组） 
	for (int i = 0; i < 100; i++) {
		p[i] = i;
	} 
	
	// 遍历
	for (int i = 0; i < 100; i++) {
		printf("%d\n", *(p + i));
	} 
}

②：calloc（contiguous allocation）：用于申请一个空间并且将数据初始化

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h> 
int main() {
	int* p = (int*)(calloc(100, sizeof(int)));
	// 查看申请的空间的首地址 
	printf("%p\n", p);
	
	// calloc函数还有将数据初始化的作用，查看它初始化的数据
	for (int i = 0; i < 100; i++) {
		printf("%d\n", *(p + i)); // 初始化的值全为0，所以其实也没有什么实际意义 
	}  
}

③：realloc（re-allocation）：修改空间的大小

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h> 
int main() {
	int* p = (int*)(malloc(100 * sizeof(int)));
	// 赋值
	for(int i = 0; i < 100; i++) {
		*(p + i) = i;
	} 
	
	// 使用realloc对我们申请的空间进行扩容
	int* p_realloc = (int*)(realloc(p, 200 * sizeof(int))); 
	
	// 打印出扩容之后的数据
	for (int i = 0; i < 200; i++) {
		printf("%d\n", *(p_realloc + i));
	} 
	// 最终得出的结果可以看出，在扩容之后，之前的数据是全都被拷贝到了新的地址中，但是之后的数据因为还没有进行初始化，所以数据是乱的 
	
	// 记得在最后释放空间，防止空间堆积撑爆内存 
	free(p_realloc);
}

注意：在最后记得使用free函数释放空间

④：free：用于释放空间（如果我们申请了空间但却不对其进行释放，那么空间迟早会超出内存的限制）

二.动态内存分配中我们需要了解的事项

1.malloc创建空间的单位是字节

2.malloc返回的是void类型的指针，没有步长的概念，也无法获取空间中的数据，需要强转

3.malloc返回的仅仅是首地址，没有总大小，最好定义一个变量记录总大小

4.malloc申请的空间不会自动消失，如果不能正确释放，会导致内存泄漏

5.malloc申请的空间过多的话会产生虚拟内存

6.malloc申请的空间没有初始化值，需要先赋值才能使用

7.free释放完空间之后，空间中数据叫做脏数据，可能被清空，也可能被修改为其他值

8.calloc就是在malloc的基础上加多了一个初始化的动作

9.realloc修改后的空间的地址值可能发生变化，也有可能不会改变，但是原本的数据不会丢失

10.realloc修改之后，无需释放原来的空间，函数底层会进行处理