C语言：动态内存管理

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前言

一、malloc函数

二、calloc函数

三、realloc函数

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前言

为什么需要动态内存呢?，一般开辟空间都是固定的，这样局限性太大了，当我们需要更大的空间时就需要进行多处修改，几行代码修改的话还行，但是几万行代码进行修改那工程量就太大了；需要的空间不需要那么多，就会出现空间浪费，这时候就需要动态内存，需要多大的空间就开辟多大的空间。

一、malloc函数<stdilb.h>

开辟动态空间就少不了开辟内存空间的函数，想这样的函数还有两个，分别是calloc函数和realloc函数。

先来介绍malloc函数：

void* malloc(size_t size);

 malloc函数向内存申请连续的空间，传参只需要传要开辟内存空间的大小，单位是字节，返回值是void*，接收时需要强制转换为所需要类型；

当开辟内存空间成功之后，就会返回指向该内存块的指针；

开辟内存空间失败，就返回NULL指针。

使用完该申请的内存空间后，就需要释放该空间，这时候就要用到一个函数：free函数，一般情况申请动态内存函数和free函数一起出现的，向操作系统申请一处空间使用完后，使用free函数来释放申请的空间，还给操作系统，要注意的是，释放完空间还需要将指向该空间的指针置为NULL，不然会成为野指针。

示例：

#include<stdlib.h>
int main()
{
	char* p = (char*)malloc(6 * sizeof(char)); // 分配6个字节的空间
	if (p == NULL) {
		// 处理内存分配失败的情况
		return 1;
	}
	strcpy(p, "abcde"); // 正确复制字符串到分配的内存
	printf("%s", p);
	free(p); // 正确释放之前分配的内存
	p = NULL;
	return 0;
}

运行结果：

 申请内存空间要对其进行判断是否为NULL，内存开辟失败就返回1；接着就是释放p指针指向的空间（申请的内存空间）。

二、calloc函数<stdilb.h>

void* calloc (size_t num, size_t size);

从上面可以看出calloc函数需要两个参数，num是申请多少内存，size为申请内存的类型大小。size_t为无符号型。

功能和malloc函数大差不大，值得注意的是，calloc函数在申请内存后会自动进行初始化，所有值为0。 

 

 调试可以看到p指向的那处内存空间都初始化为0。

接收时需要强制转换需要的类型，申请内存空间使用完后记得要释放空间。

三、realloc函数<stdlib.h>

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

有时会我们发现过去申请的空间太⼩了，有时候我们⼜会觉得申请的空间过⼤了，那为了合理的使 ⽤内存，我们⼀定会对内存的⼤⼩做灵活的调整。那 realloc 函数就可以做到对动态开辟内存⼤ ⼩的调整。

realloc函数的出现让调整内存空间更加灵活

ptr是要调整内存大小的指针，size是调整后新的内存大小，单位是字节。

返回值为开辟内存的起始地址。

该函数调整原来空间大小时，会把原来空间的数据移动到新开辟的内存空间上。

realloc在调整内存空间的是存在两种情况：

 情况1：原有空间之后有⾜够⼤的空间

 情况2：原有空间之后没有⾜够⼤的空间

情况1： 当是情况1的时候，要扩展内存就直接原有内存之后直接追加空间，原来空间的数据不发⽣变化。

情况2： 当是情况2的时候，原有空间之后没有⾜够多的空间时，扩展的⽅法是：在堆空间上另找⼀个合适⼤⼩ 的连续空间来使⽤。这样函数返回的是⼀个新的内存地址。  

示例：

#include<stdlib.h>
int main()
{
	char* p=(char*)malloc(1);
	if (p == NULL)
	{
		return 1;
	}
	char* ptr = (char*)realloc(p, 5 * sizeof(char));
	if (ptr == NULL)
	{
		return 1;
	}
	ptr = "abcd";
	printf("%s", ptr);
    free(ptr);
    ptr=NULL;
    free(p);
    p=NULL;
	return 0;
}

运行结果：

动态内存管理就分享到这里咯，有问题的欢迎在评论区讨论~