一看就懂的动态内存管理1

好这篇文章我们就来看看动态内存的管理，这篇文章的知识就涉及到栈帧的的创建和数据结构方面的知识了，换句话说，也是在为后续的数据结构打基础了。所以这些内容至关重要。

好了，话不多说，开始。

为什么存在动态内存分配？

我们首先看一下我们已经掌握的内存开辟方式有：

int val = 20;//在栈空间上开辟四个字节
char arr[10] = {0};//在栈空间上开辟10个字节的连续空间

但是上述的开辟空间的方式有两个特点：
1. 空间开辟大小是固定的。
2. 数组在申明的时候，必须指定数组的长度，它所需要的内存在编译时分配。

但是对于空间的需求，不仅仅是上述的情况。有时候我们需要的空间大小在程序运行的时候才能知道，那数组的编译时开辟空间的方式就不能满足了。 这时候就只能试试动态内存开辟了。

这里我们回顾一下栈空间，这个在函数栈帧的方面大家应该见过。

什么意思呢，就是我们系统开辟内存的时候分为三个区域，一个是栈区一个是堆区，而我们的动态内存就是在堆区上开辟的，包括图里面的四个动态内存函数也都是在堆区上用的。

动态内存函数的介绍

malloc和free

malloc 和 free 是 C 语言中用于动态内存管理的两个重要函数。它们允许你在程序运行时分配和释放内存

首先来看malloc

malloc 是 "memory allocation" 的缩写，用于在堆上分配指定大小的内存块，并返回指向该内存块的指针。

如果开辟成功，则返回一个指向开辟好空间的指针。
如果开辟失败，则返回一个NULL指针，因此malloc的返回值一定要做检查。
返回值的类型是 void* ，所以malloc函数并不知道开辟空间的类型，具体在使用的时候使用者自己来决定。
如果参数 size 为0，malloc的行为是标准是未定义的，取决于编译器。

void* malloc(size_t size);

size_t size：要分配的内存大小（以字节为单位）

再来看free
free 用于释放之前通过 malloc、calloc 或 realloc 分配的内存。释放内存后，指向该内存的指针将变为无效指针，不应再使用。

如果参数 ptr 指向的空间不是动态开辟的，那free函数的行为是未定义的。
如果参数 ptr 是NULL指针，则函数什么事都不做。

void free(void* ptr);

void* ptr：指向要释放的内存块的指针。
这里放一下具体使用的代码

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int main() {
    int *ptr;
    int n = 5;

    // 分配内存
    ptr = (int*)malloc(n * sizeof(int));
    if (ptr == NULL) {
        printf("内存分配失败\n");
        return 1;
    }

    // 使用分配的内存
    for (int i = 0; i < n; i++) {
        ptr[i] = i * 2;
    }

    // 打印结果
    for (int i = 0; i < n; i++) {
        printf("%d ", ptr[i]);
    }
    printf("\n");

    // 释放内存
    free(ptr);

    // 释放后不应再使用 ptr
    // ptr[0] = 10;  // 这是未定义行为

    return 0;
}

free(ptr);//释放ptr所指向的动态内存
 ptr = NULL;//是否有必要？

这里要特别提一嘴，已经释放完空间的指针还需要去将指针设置为 NULL吗？

这不是强制性的要求，但是设置了会避免后续再次释放空间从而引发错误。

这种错误叫悬挂指针。防止悬挂指针：将指针设置为 NULL 可以防止悬挂指针（即指向已释放内存的指针）。如果在释放内存后不小心再次使用该指针，程序可能会崩溃或表现出未定义行为。将指针设置为 NULL 后，可以更容易地检测到这种错误。

这里给大家分割线总结一下，下一篇文章我们就要讲calloc和relloc都是malloc的改进版

感谢阅读，下一篇见！