动态内存管理--malloc/calloc/realloc/free的用法

`` 1.动态内存分配
动态内存分配在堆上,栈区的会自动销毁和创建

为什么存在动态内存分配?
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存开辟了。

malloc 和 free

free(p);//free后p地址不变
p=NULL;//不置空容易导致非法访问

free就是把空间还回去，用于释放动态开辟的内存空间

检测是否开辟成功：

if（p==NULL)
{
perror("malloc");
return 0;
}

void malloc (size_t size);*
int* p=(int*)malloc(100*sizeof(int));

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，并且每个字节都初始化为0
malloc和calloc的区别：calloc会在返回地址之前把申请的空间的每个字节初始化为0

realloc
realloc函数的出现让动态内存管理更加灵活。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，那为了合理的时候内存，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。 函数原型
如下：
void realloc (void ptr, size_t size);**

ptr 是要调整的内存地址
size 调整之后新大小

int *ptr=malloc(20);
int *tmp=realloc(ptr,40);

返回值为调整之后的内存起始位置
realloc要用一个新的指针接收返回值，不能用原来的

这个函数调整原内存空间大小的基础上，还会将原来内存中的数据移动到新的空间。
realloc在调整内存空间的是存在两种情况：
情况1：原有空间之后有足够大的空间
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：原有空间之后没有足够大的空间
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。

int* ptr=(int*)realloc(p,20*sizeof(int));
if(ptr==NULL)
{
	perror("realloc");
}
else
{
	p=ptr;
	ptr=NULL;
}
....

free(p);
p=NULL;

return 0；

常见的动态内存错误

1.对NULL指针进行解引用操作(开辟失败的情况下）
2.对动态内存开辟的空间越界访问
3.非动态开辟内存的释放
4.释放动态开辟空间的一部分
5.对同一块动态开辟的内存多次释放
5.动态开辟内存忘记释放（内存泄漏）----要正确释放

经典笔试题分析
题目1：

void GetMemory(char *p)
{
p = (char *)malloc(100);
}
void Test(void)
{
char *str = NULL;
GetMemory(str);
strcpy(str, "hello world");
printf(str);
} 

错误分析：
1.程序崩溃
2.内存泄漏----没有free

形参和实参是不同的变量，他们在内存中位于不同的位置，形参将实参的内容复制一份，在该函数运行结束的时候形参被释放，而实参内容不会改变。形参相当于实参的一份临时拷贝。
str是实参，p是形参，p是str的一份拷贝
改正方法：
p是指针，指向开辟好空间的地址
函数要改变str,传地址；str本来就是char*，&str是char**
第一种方法（正确）:

void GetMemory(char **p)
{
*p = (char *)malloc(100);//*p是str
}
void Test(void)
{
char *str = NULL;
GetMemory(&str);
strcpy(str, "hello world");
printf(str);
free(str);
str=NULL;
} 

第二种方法（正确）：

char* GetMemory(char *p)
{
*p = (char *)malloc(100);
return p;
}
void Test(void)
{
char *str = NULL;
str=GetMemory(str);
strcpy(str, "hello world");
printf(str);
free(str);
str=NULL;
} 

题目2

int* f1()
{
	//返回栈空间地址的问题
	int x=10;
	return &x;
}//调用结束后就销毁了，这块地址存的可能就是其它东西了
//函数栈帧
//函数调用约定
int main()
{
	int *p=f1();
	printf("hh\n");
	printf("%d\n",*p);//*p不一定等于10，*p是野指针
	return 0;
}

题目3

char *GetMemory(void)
{
//返回栈空间地址的问题
char p[] = "hello world";
return p;
}
void Test(void)
{
//str是一个野指针
char *str = NULL;
str = GetMemory();
printf(str);
}

c/c++程序中的内存开辟

C/C++程序内存分配的几个区域：

1. 栈区（stack）：在执行函数时，函数内局部变量的存储单元都可以在栈上创建，函数执行结束时这些存储单元自动被释放。栈内存分配运算内置于处理器的指令集中，效率很高，但是分配的内存容量有限。栈区主要存放运行函数而分配的局部变量、函数参数、返回数据、返回地址等。
2. 堆区（heap）：一般由程序员分配释放， 若程序员不释放，程序结束时可能由OS回收 。分配方式类似于链表。
3. 数据段（静态区）（static）存放全局变量、静态数据。程序结束后由系统释放。
4. 代码段：存放函数体（类成员函数和全局函数）的二进制代码。