c语言中的动态内存管理

栈区：存放临时变量，如局部变量、形参。
堆区：动态内存分配、malloc、calloc、free、reallec。
静态区：生命周期很长，如全局变量和静态变量，他们的生命周期是整个程序的生命周期。
动态内存分配就属于堆区。

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为什么存在动态内存分配？

int a=20在内存中开辟一块四个字节大小的空间
char arr[10]={0}在内存中开辟10个字节的空间大小
上面这两种内存开辟方法有两个特点：
1.空间开辟的大小是固定的。
2.数组在申明时，必须指定数组的长度，它所需要的内存在编译时进行分配。
但往往需要的空间大小是在程序运行时才知道的，所以这时候就需要动态内存了。

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动态内存函数的介绍

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malloc和free
c语言提供了一个函数malloc，用来动态内存开辟

void * malloc(size_t size(;

malloc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。
1.如果开辟成功，那返回一个指向已经开辟好空间的指针。
2.如果开辟失败，返回NULL指针，所以对malloc的返回值要做检查。
3.返回值时void*，所以malloc函数并不知道开辟空间的类型，具体在使用时由使用者自己来决定。
4.如果参数size为0，malloc的行为时标准未定义的，取决于编译器。

c语言提供了一个函数free，专门用来做动态内存的释放和回收。

void free(void* ptr);

free函数用来释放动态内存开辟的空间。
1.如果ptr指向的空间不是动态内存开辟的，那free函数的行为是未定义的。
2.如果ptr是NULL指针，那free函数什么都不用做。

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calloc

void* calloc(size_t num,size_t size);

1.calloc函数的功能是把num个、大小为size的元素开辟一块空间，并且把这块空间的每个字节都初始化为0。
2.calloc与malloc的区别就是calloc开辟好空间之后会把空间中的每个元素都将其初始化为0，而malloc开辟的空间中每个元素都为随机值。
根据实际需求来决定用两者中的哪一个

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realloc
realloc函数可以对动态开辟内存大小进行调整，让动态内存管理更加灵活。

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

1.ptr是要调整的内存地址。
2.size是调整之后的新大小。
3.返回值为调整之后内存的起始位置
4.这个函数调整原内存空间大小的时候，还会将原来内存中的数据移动到新的空间。

realloc在调整内存空间时有两种情况
情况1：原有空间之后有足够大的空间可以让它直接再开辟一块空间
情况2：原有空间之后没有足够大的空间A

情况1：扩展内存就直接在原内存后面追加空间即可，原来空间的数据不会发生变化。

情况2：原有空间之后没有足够的空间可以用来追加，这时候的扩展方法是在堆空间上找一个大小合适的连续空间使用，而函数返回的是一个新的内存地址，原先的那块空间会被释放。

注意：

ptr = realloc(ptr,1000);

上面这种写法是不可以的，正确写法是下面这样↓

int * p = NULL;
p = malloc(ptr,1000);
if(p != NULL)
{
   ptr = p;
}
free(ptr};

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常见的动态内存错误

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1.对NULL指针的解引用操作

void test()
{
	int * p = (int *)malloc(INT_MAX / 4);
	*p = 20;
	free(p);
}

如果p为NULL就会出现错误

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2.对动态开辟空间的越界访问

void test()
{
	int i = 0;
	int * p = (int *)malloc(10 * sizeof(int));
	if (p != NULL)
	{
		for (i = 0; i <= 10; i++)
		{
			*(p + i) = i;
		}
	}
}

当i为10的时候就会发生越界访问

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3.对非动态开辟内存进行free释放

void test()
{
	int a = 10;
	int * p = &a;
	free(p);
}

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4.使用free释放一块动态开辟内存的一部分

void test()
{
	int * p = (int *)malloc(100);
	p++;
	free(p);
}

这个时候p不再指向动态内存的起始位置。

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5.对同一块动态内存进行多次释放

void test()
{
	int * p = (int *)malloc(100);
	free(p);
	free(p);
}

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6.动态开辟内存忘记释放空间

void test()
{
	int *p = (int *)malloc(100);
	if (p != NULL)
	{
		*p = 20;
	}
}
int main()
{
	test();
	while (1);
}

忘记释放不再使用的动态内存会发生内存泄露。