全网最详细的C语言动态内存管理讲解

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前言

这一章主要讲解一下C语言中的动态内存管理，动态内存管理可以让程序员自己申请空间和释放空间，更加灵活。
文章制作不易，如果对您有帮助的话，请点个关注支持一下

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一、malloc和free

malloc

语法形式：
void* malloc (size_t size)；
这个函数是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。
开辟成功返回起始地址，失败则返回NULL,返回类型为void *，因此malloc返回值使用前要检查

free

语法形式
void free (void* ptr)；
专门用来释放动态开辟的内存
注意：

1. 如果ptr不是动态内存开辟的，那free函数是未定义的。
2. 如果参数ptr是NULL指针，则函数什么事都不做。
3. free释放完内存之后，应该把指针置为空。
   例：

int a = 0;
scanf("%d", &a);
int* ptr = NULL;
ptr = (int*)malloc(a * sizeof(int));
if（ptr ！=NULL)
{

}
else
{
    return 1;
}

free(ptr);
ptr = NULL;

二、calloc和realloc

calloc

语法形式：
void* calloc (size_t num, size_t size);
功能：
为num个大小为size的元素开辟一块空间，并把每个字节初始化为0.
与malloc的区别是calloc在返回地址之前==会把申请的空间初始化为全0。

int main()
{
	int* p = (int*)calloc(10, sizeof(int));
	if (NULL != p)
	{
		int i = 0;
		for (i = 0; i < 10; i++)
		{
			printf("%d ", *(p + i));
		}
	}
	free(p);
	p = NULL;
	return 0;
}

输出结果全为0.

realloc

语法形式：
void* realloc (void* ptr,size_t size);
realloc是对动态开辟的内存大小进行调整
ptr：是需要调整的内存地址
size：是调整后的内存大小
返回值是调整后的内存起始地址
realloc在调整内存空间大小有两种情况：

1. 旧地址后面的空间足够大，就在旧地址后面继续调整空间
2. 旧地址后面的空间不够：
   将旧地址数据拷贝到新空间；返回新空间地址；将旧地址空间释放

三、常见动态内存错误

1.没有对malloc 、calloc、realloc的返回值做判断（在使用前判断是否为NULL）

int main()
{
	int* p = (int*)malloc(100);
	*p = 20;//在使用之前应该先判断
	free(p);
	p = NULL;
	return 0;
}

2. 越界访问

int main()
{
	int i = 0;
	int* p = (int*)malloc(10 * sizeof(int));
	if (NULL == p)
	{
		return 1;
	}
	for (i = 0; i <= 10; i++)
	{
		*(p + i) = i;//当i是10的时候越界访问
	}
	free(p);
	p = NULL;
	return 0;
}

3. 对非动态内存使用free释放

int* p = &a;
free(p);
p = NULL;

4. 使用free函数释放动态内存的一部分，free释放应该从起始位置开始

int main()
{
	int i = 0;
	int* p = (int*)malloc(10 * sizeof(int));
	p++;//之后就不是起始地址了
	free(p);
	p = NULL;
	return 0;
}

5. 对同一块内存进行多次释放

int main()
{
	int i = 0;
	int* p = (int*)malloc(10 * sizeof(int));
	free(p);
	free(p);
	p = NULL;
	return 0;
}

6. 忘记释放空间

int main()
{
	int i = 0;
	int* p = (int*)malloc(10 * sizeof(int));
	if (p != NULL)
	{
		*p = 20;
	}
	return 0;
}

四、柔性数组

结构体最后一个成员是未知大小的数组，叫做柔性数组成员
特点：

1. 柔性数组成员前面必须有一个成员
2. sizeof返回这种结构不包括柔性数组的内存
3. 这种结构体用malloc进行动态分配，并且分配的内存应该大于结构体大小，以适应柔性数组的预期大小

struct st_type
{
	int i;
	int a[];//柔性数组成员
};

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总结

上面的malloc。free、realloc、calloc的使用需要包含头文件<stdlib.h>