【Linux学习笔记23】C语言中动态内存（堆空间)（malloc、calloc、realloc函数)的使用方法

引言

上一篇笔记主要是介绍了内存的分布，那么如果看过我上一篇笔记的朋友，可能就已经接触过动态内存的使用方法：malloc、calloc、realloc函数来动态分配内存空间。那么这篇笔记主要是记载这三种函数使用方法。

malloc函数的使用：

举例分析：

举例：在堆内存中申请100个字节的内存空间，存入25个数据，并且使用一个函数f（）专门负责这一块。使用tmp指针指向这块堆内存，然后再返回给main函数中的P指针。图解：

这里的地址信息：0x0123是一个举例
如果堆空间的地址是0x0123那么tmp指针就是0x0123并且返回给P指针。

代码的实现：

如果对第二步以及第四步的做法不懂的朋友，可以看我【C语言补充笔记5】了解数组的传递原理。

代码运行结果：

举一反三

1. 如果使用完动态内存，并没有使用free（）函数来释放内存，会导致什么结果？
   答：会导致内存泄露！

操作系统可提供给所有进程的存储空间正在被某个进程榨干"，最终结果是程序运行时间越长，占用存储空间越来越多，最终用尽全部存储空间，整个系统崩溃。

这个在产品研发中非常容易出现的问题，也是非常严重的问题，因此，为了将来工作减少失误，我们应该养成良好的习惯，使用完的内存空间一定要释放。

2. 如果使用free（）函数释放内存后，再次使用相同的地址访问内存空间，会出现什么现象？
   答：结果不可预料。
   第一种：非法行为，程序会崩溃。
   第二种：如果内存空间未被再利用，则输出结果与之前一致，直至内存空间被再利用后。

3. 如果使用free（）函数释放自定义的指针可以吗？
   答：不可以。因为malloc函数与free函数是配套使用的。free函数中的指针，必须是malloc中返回的指针。

calloc函数的使用：

calloc函数与malloc函数的区别：

void *calloc(size_t nelem, size_t elsize);

calloc在分配内存时，nelem作为指定对象数量（即需要多少块数据），elsize作为指定每个对象的大小，并且能够自动将数据初始化为零。

realloc函数的使用：

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

relloc函数主要用于重新分配内存空间。如果在之前分配的动态内存空间不够的时候，可以使用relloc函数对动态内存空间进行重新分配，而数据将会被搬到新的动态内存空间。

扩容空间可能遇到的问题：

1. 扩容空间时，系统会尽量在“原地”扩建，这种情况很乐观。
2. 扩容空间时，需要扩容的空间附近空间已被占用：
   这种情况下，系统会将数据拷贝到另外一个足够大的空间，并且令指针指向新的地址。如图所示：系统将A空间的数据拷贝到C空间中
   
   那么会照成的问题是：如果原来的A空间还有很多其他指针指向的话，扩容后的C空间，只有P指针拥有其地址，而其他指针则失效。
   （例如：A朋友搬家了，地址也更换了，那么A的其他朋友并不知道其新家地址，那么久找不到A朋友了，只有当系统再次告诉其他朋友A的新家地址后，才能找到A）

代码实现：