【C语言动态内存管理总结】

于 2022-02-09 21:11:29 发布
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分类专栏： C语言进阶知识 文章标签： c语言 内存管理 经验分享
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文章目录

前言

本文主要介绍：

内存操作函数及部分模拟

一、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。

二、动态内存函数的介绍

2.1 free函数

2.1.1 基本语法

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2.1.2 注意事项

  • C语言提供了另外一个函数free，专门是用来做动态内存的释放和回收的（包括malloc函数，calloc函数，realloc函数开辟的动态内存）；
  • 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；
  • free函数声明在 stdlib.h 头文件中；
  • 一般free释放掉动态开辟的内存后，指向原动态开辟出的内存的指针此时为野指针，还需要将指向原动态开辟出的内存的指针置空。

2.1.3 使用举例

代码①：（开辟失败）

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

int main()
{
	// 开辟大量空间
	int* p = (int*)malloc(4000000000000000000);
	
	// 判断是否开辟成功
	if (NULL != p) {
		// 开辟成功即使用
		int i = 0;
		for (i = 0; i < 10; i++) {
			printf("%d ", *(p + i));
		}
		// 使用完毕释放内存
		free(p);
		// 将p置空
		p = NULL;
	}
	else {
		// 开辟失败提示错误信息
		printf("%s\n", strerror(errno));
		return 0;
	}
	
	return 0;
}

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代码②：（开辟成功）

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

int main()
{
	// 开辟10个整型空间
	int* p = (int*)malloc(10 * sizeof(int));
	
	// 判断是否开辟成功
	if (NULL != p) {
		// 开辟成功即使用
		int i = 0;
		for (i = 0; i < 10; i++) {
			printf("%d ", *(p + i));
		}
		// 使用完毕释放内存
		free(p);
		// 将p置空
		p = NULL;
	}
	else {
		// 开辟失败提示错误信息
		printf("%s\n", strerror(errno));
		return 0;
	}
	
	return 0;
}

2.2 malloc函数

2.2.1 基本语法

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2.2.2 注意事项

  • 这个函数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；
  • size_t size是字节数；
  • 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，具体使用时开辟好的空间最好强转为接收该返回值的指针类型；
  • 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；
  • malloc函数声明在 stdlib.h 头文件中。

2.2.3 使用举例

见free章节

2.3 calloc函数

2.3.1 基本语法

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2.3.2 注意事项

  • 函数的功能是为 num 个大小为 size 字节的元素开辟一块空间，并且把空间的每个字节初始化为0；
  • 与函数 malloc 的区别只在于 calloc 会在返回地址之前把申请的空间的每个字节初始化为全0；
  • 使用场景：如果我们对申请的内存空间的内容要求初始化，那么可以很方便的使用calloc函数来完成任务。

2.3.3 使用举例

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

int main()
{
	// 开辟10个整型空间
	int* p = (int*)calloc(10, sizeof(int));
	
	// 判断是否开辟成功
	if (NULL != p) {
		// 开辟成功即使用
		int i = 0;
		for (i = 0; i < 10; i++) {
			printf("%d ", *(p + i));
		}
		// 使用完毕释放内存
		free(p);
		// 将p置空
		p = NULL;
	}
	else {
		// 开辟失败提示错误信息
		printf("%s\n", strerror(errno));
		return 0;
	}
	
	return 0;
}

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调试查看内存：
请添加图片描述

2.4 realloc函数

2.4.1 基本语法

请添加图片描述

2.4.2 注意事项

  • realloc既可以开辟空间，又可以调整空间；
  • 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；
  • ptr 是要调整的内存地址；
  • size是调整之后新大小；
  • 返回值是调整之后的内存起始位置；
  • 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三种情况：（realloc函数的使用要注意一些，最好调整后先判断返回的指针是否为NULL，再赋值给p，再使用）

情况①：原有空间之后有足够大的空间

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：原有空间之后没有足够大的空间

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，注：如果成功开辟新空间，原来的旧空间自动释放。

情况③：realloc函数调整空间失败，将NULL赋值给p
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2.4.3 使用举例

使用①：

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

int main()
{
	// 开辟10个整型空间
	int* p = (int*)calloc(10, sizeof(int));
	
	// 判断是否开辟成功
	if (NULL != p) {
		// 开辟成功即使用
		int i = 0;
		for (i = 0; i < 10; i++) {
			printf("%d ", *(p + i));
		}

		// 需要增容80字节空间
		//p = (int*)realloc(p, 80);
		// 因为realloc函数调整内存情况众多，我们需要小心使用，
		// 先判断后使用，不要直接赋值给p
		int* ptr = (int*)realloc(p, 80);
		if(NULL != ptr){
			// 合法后再赋值，再使用
			p = ptr;
			// ptr任务结束，及时置空，防止忘记最后释放空间后形成野指针
			ptr = NULL;

			// 使用
		}

		// 使用完毕释放内存，此时将ptr也一起释放（二者指向同一块空间）
		free(p);
		// 将p置空
		p = NULL;
	}
	else {
		// 开辟失败提示错误信息
		printf("%s\n", strerror(errno));
		return 0;
	}
	
	return 0;
}

使用②：

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

int main()
{
	// 开辟10个整型空间
	// 将第一个参数写为NULL，则此时realloc函数和malloc功能相同，不调整直接开辟空间
	int* p = (int*)realloc(NULL, 10 * sizeof(int));
	
	// 判断是否开辟成功
	if (NULL != p) {
		// 开辟成功即使用
		int i = 0;
		for (i = 0; i < 10; i++) {
			printf("%d ", *(p + i));
		}
		// 使用完毕释放内存
		free(p);
		// 将p置空
		p = NULL;
	}
	else {
		// 开辟失败提示错误信息
		printf("%s\n", strerror(errno));
		return 0;
	}
	
	return 0;
}

三、常见的动态内存错误

3.1 对NULL指针的解引用操作

错误代码：

#include <stdio.h>
#include <errno.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <limits.h>

int main()
{
	// 开辟大量空间，无法实现，返回NULL
	int* p = (int*)malloc(INT_MAX);

	int i = 0;
	for (i = 0; i < 10; i++) {
		// 直接对NULL指针解引用
		printf("%d ", *(p + i));
	}
	// 使用完毕释放内存
	free(p);
	// 将p置空
	p = NULL;
	
	return 0;
}

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解决方案：

#include <stdio.h>
#include <errno.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <limits.h>

int main()
{
	// 开辟大量空间，无法实现，返回NULL
	int* p = (int*)malloc(INT_MAX);
	
	// 判断是否开辟成功
	if (NULL != p) {
		// 开辟成功即使用
		int i = 0;
		for (i = 0; i < 10; i++) {
			printf("%d ", *(p + i));
		}
		// 使用完毕释放内存
		free(p);
		// 将p置空
		p = NULL;
	}
	else {
		// 开辟失败提示错误信息
		printf("%s\n", strerror(errno));
		return 0;
	}
	
	return 0;
}

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3.2 对动态开辟空间的越界访问

错误代码：

#include <stdio.h>
#include <errno.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <limits.h>

int main()
{
	// 开辟10个整型空间
	int* p = (int*)malloc(10 * sizeof(int));
	
	// 判断是否开辟成功
	if (NULL != p) {
		// 开辟成功即使用
		int i = 0;
		// 当i=10，会达成越界访问
		for (i = 0; i <= 10; i++) {
			printf("%d ", *(p + i));
		}
		// 使用完毕释放内存
		free(p);
		// 将p置空
		p = NULL;
	}
	else {
		// 开辟失败提示错误信息
		printf("%s\n", strerror(errno));
		return 0;
	}
	
	return 0;
}

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解决方案：

#include <stdio.h>
#include <errno.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <limits.h>

int main()
{
	// 开辟10个整型空间
	int* p = (int*)malloc(10 * sizeof(int));

	// 判断是否开辟成功
	if (NULL != p) {
		// 开辟成功即使用
		int i = 0;
		// for (i = 0; i <= 10; i++) {避免达到越界访问
		for (i = 0; i < 10; i++) {
			printf("%d ", *(p + i));
		}
		// 使用完毕释放内存
		free(p);
		// 将p置空
		p = NULL;
	}
	else {
		// 开辟失败提示错误信息
		printf("%s\n", strerror(errno));
		return 0;
	}

	return 0;
}

3.3 对非动态开辟内存使用free释放

错误代码：

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

int main()
{
	int a = 10;
	int* p = &a;
	free(p);
	p = NULL;

	return 0;
}

请添加图片描述

解决方案：

p为栈上开辟的空间，栈区创建的空间会自动释放，free函数专门是用来做动态内存的释放和回收的，栈区空间无法用free来手动释放。

3.4 使用free释放一块动态开辟内存的一部分

错误代码：

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

int main()
{
	// 开辟10个整型空间
	int* p = (int*)malloc(10 * sizeof(int));

	// 判断是否开辟成功
	if (NULL != p) {
		// 开辟成功即使用
		int i = 0;
		for (i = 0; i <= 10; i++) {
			printf("%d ", *(p + i));
			p++;
		}
		// 使用完毕释放内存
		// 但是此时p不再指向动态内存的起始位置，维护该块空间的指针移动
		// 可能找不到该块空间，存在内存泄漏的风险
		free(p);
		// 将p置空
		p = NULL;
	}
	else {
		// 开辟失败提示错误信息
		printf("%s\n", strerror(errno));
		return 0;
	}

	return 0;
}

解决方案：

禁止将接收开辟动态内存的指针移动，因为该指针负责维护该块空间，如果p指针移动，p不再指向动态内存的起始位置，可能找不到该块空间，存在内存泄漏的风险。

3.5 对同一块动态内存多次释放

错误代码：

int main()
{
	// 开辟10个整型空间
	int* p = (int*)malloc(10 * sizeof(int));
	
	// 判断是否开辟成功
	if (NULL != p) {
		// 开辟成功即使用
		int i = 0;
		for (i = 0; i < 10; i++) {
			printf("%d ", *(p + i));
		}
		// 使用完毕释放内存
		free(p);
		free(p);// 重复释放
		p = NULL;
	}
	else {
		// 开辟失败提示错误信息
		printf("%s\n", strerror(errno));
		return 0;
	}
	
	return 0;
}

解决方案：

虽然free函数释放NULL指针什么都不发生，但是我们需要头脑清醒：每次free释放完后立刻将指针置空。

3.6 动态开辟内存忘记释放（内存泄漏）

错误代码：

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

void test()
{
	// 开辟10个整型空间
	int* p = (int*)malloc(10 * sizeof(int));

	// 判断是否开辟成功
	if (NULL != p) {
		// 开辟成功即使用
		*p = 20;

		// 忘记释放空间，就会出现内存泄露问题
	}
	else {
		// 开辟失败提示错误信息
		printf("%s\n", strerror(errno));
		return 0;
	}

	return 0;
}

int main()
{
	test();

	return 0;
}

解决方案：
方案①：

函数内释放，出函数后p指针已经找不到该块空间
一般谁申请的空间谁释放

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

void test()
{
	// 开辟10个整型空间
	int* p = (int*)malloc(10 * sizeof(int));

	// 判断是否开辟成功
	if (NULL != p) {
		// 开辟成功即使用
		*p = 20;

		// 使用完毕后在函数内及时释放并置空
		// 函数内释放，出函数后p指针已经找不到该块空间
		// 一般谁申请的空间谁释放
		free(p);
		p = NULL;
	}
	else {
		// 开辟失败提示错误信息
		printf("%s\n", strerror(errno));
		return;
	}
}

int main()
{
	test();

	return 0;
}

方案②：

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

int* test()
{
	// 开辟10个整型空间
	int* p = (int*)malloc(10 * sizeof(int));

	// 判断是否开辟成功
	if (NULL != p) {
		// 开辟成功即使用
		*p = 20;
		
		// 使用完毕后返回p
		return p;
	}
	else {
		// 开辟失败提示错误信息
		printf("%s\n", strerror(errno));
		return;
	}
}

int main()
{
	int* ptr = test();
	free(ptr);
	ptr = NULL;

	return 0;
}

3.6 补充说明

  • 开辟了又不使用，导致内存泄漏；
int main()
{
	// 开辟10个整型空间
	int* p = (int*)malloc(10 * sizeof(int));

	// 判断是否开辟成功
	if (NULL != p) {
		// 开辟成功未使用
		
		getchar();
	}
	else {
		// 开辟失败提示错误信息
		printf("%s\n", strerror(errno));
		return 0;
	}

	return 0;
}

(程序挂掉)

  • free函数必须可以执行到，不能写入代码，但是运行路径将其跳过，也无效；
  • 先确保后面不再使用，然后才释放；
  • 数据结构中的栈和内存中的栈不能画等号；
  • 动态开辟的空间一定要释放，并且要正确释放，虽然程序终止后会自动释放空间给操作系统，但是，如果函数内部有循环或长时间运行的代码，仍需手动释放。综上：手动释放动态开辟的空间！
int main()
{
	// 开辟10个整型空间
	int* p = (int*)malloc(10 * sizeof(int));

	// 判断是否开辟成功
	if (NULL != p) {
		// 开辟成功未使用
		
		//函数内部有循环
		while(1){;}
	}
	else {
		// 开辟失败提示错误信息
		printf("%s\n", strerror(errno));
		return 0;
	}

	return 0;
}

四、几个经典面试题

4.1 题目1（返回堆空间地址的问题）

4.1.1 原始错误代码及分析

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

void GetMemory(char* p)
{
	p = (char*)malloc(100);
}

int main()
{
	char* str = NULL;
	GetMemory(str);
	strcpy(str, "hello");
	printf(str);

	return 0;
}

请添加图片描述
当在main函数执行到GetMemory(str)步骤时，传参首先发生值拷贝，拷贝str指针，然后调用函数形参实例化，本质给临时变量开辟空间，将拷贝的str指针数据放入给临时变量p开辟的空间内。

综上为传值去GetMemory函数中。

str与p为两个独立的变量，占据不同空间，在函数内p变量申请到堆区空间，等到出函数GetMemory后，临时变量p销毁，而str与p无关，所以执行到strcpy(str, “hello”)步骤，str仍为NULL指针，此时非法访问内存，程序崩溃。

补充说明：
printf (“hello”);

char* p = “hello”;
printf ( p );

这两组代码等价，
第一组：printf (“hello”)实际是将首字符’h’的地址传给printf。
第二组：p指针保存的也是首字符’h’的地址

请添加图片描述

4.1.2 解决方案1

（函数传址，传str指针的地址到函数，使得*p和str指向同一块空间）

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

void GetMemory(char** p)
{
	*p = (char*)malloc(100);
}

int main()
{
	char* str = NULL;
	GetMemory(&str);
	strcpy(str, "hello");
	printf(str);

	free(str);
	str = NULL;

	return 0;
}

4.1.3 解决方案2

（在函数内开辟好空间后，将负责维护该块空间的指针p返回给str接收）

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

char* GetMemory(void)
{
	char* p = (char*)malloc(100);
	return p;
}

int main()
{
	char* str = NULL;
	str = GetMemory();
	strcpy(str, "hello");
	printf(str);

	free(str);
	str = NULL;

	return 0;
}

// 这段代码实际作用就相当上面的代码
//char* GetMemory(char* p)
//{
//	p = (char*)malloc(100);
//	return p;
//}
//
//int main()
//{
//	char* str = NULL;
//	str = GetMemory(str);
//	strcpy(str, "hello");
//	printf(str);
//
//	free(str);
//	str = NULL;
//
//	return 0;
//}

4.2 题目2（返回栈空间地址的问题）

4.2.1 原始错误代码1及分析

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

char* GetMemory(void)
{
	char p[] = "hello";
	return p;
}

int main()
{
	char* str = NULL;
	str = GetMemory();
	printf(str);

	return 0;
}

请添加图片描述
在函数内部开辟栈区空间，并将指向该块空间首地址的临时变量p返回给str，出函数空间后，因为p所指向的栈区空间已经销毁，所以printf(str)构成了非法访问。（相当你个朋友让你去302房间，但是他中途有事将房间退了，如果后续你仍然要去302房间，那就是非法访问）

4.2.2 原始错误代码2及分析

#include <stdio.h>

int* test(void)
{
	int a = 10;
	return &a;
}

int main()
{
	int* p = test();
	printf("%d\n", *p);

	return 0;
}

请添加图片描述
似乎这样没什么错误，但是：

#include <stdio.h>

int* test(void)
{
	int a = 10;
	return &a;
}

int main()
{
	int* p = test();
	printf("hello\n");
	printf("%d\n", *p);

	return 0;
}

请添加图片描述
这时就发生错误，和我们预期的结果不同，为什么呢？

这是因为，在函数返回后，a变量的栈区空间已被销毁，而我们返回的而指针指向a变量空间的起始地址，虽然该指针所指仍为之前a开辟的变量空间，但是，该空间的使用权已经消失（如果我们printf ( p )，打印出的已经变为类似4.2.1的结果）。

我们第一段代码打印出的是10是因为该块空间没有外界因素，没有人为改变该空间内容，所以打印出的就是原本该空间的内容，即为10。

第二段代码，我们在打印* p之前先调用函数printf，调用该函数时将之前test函数的栈帧覆盖，所以原本a变量空间的内容已经发送改变，打印出*p的值也发生改变。

4.2.3 补充内容

#include <stdio.h>

int test(void)
{
	int a = 10;
	return a;
}

int main()
{
	int a = test();
	printf("%d\n", a);

	return 0;
}

请添加图片描述
为什么这样就可以实现成功返回呢？

这是因为在test()函数中return a，会在销毁之前将变量a的值10放入寄存器，然后返回main函数后，又从寄存器中将该值取出。

同理，传址也是一样，在test()函数中return &a，会在销毁之前将变量a的地址&a放入寄存器，然后返回main函数后，又从寄存器中将该地址取出，但是p和&a都是指向在函数中开辟的变量空间，出函数后该空间已经被销毁，仍然无法正常使用。

4.3 题目3

4.3.1 原始错误代码及分析

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

void GetMemory(char* p, int num)
{
	p = (char*)malloc(num);
}

int main()
{
	char* str = NULL;
	GetMemory(str, 100);
	strcpy(str, "hello");
	printf(str);

	return 0;
}

源代码开辟的动态内存空间未释放。

改正：

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

void GetMemory(char* p, int num)
{
	p = (char*)malloc(num);
}

int main()
{
	char* str = NULL;
	GetMemory(str, 100);
	strcpy(str, "hello");
	printf(str);
	
	// 释放内存
	free(str);
	str = NULL;
	
	return 0;
}

4.4 题目4

4.3.1 原始错误代码及分析

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

void test(void)
{
	char* str = (char*)malloc(100);
	strcpy(str, "hello");
	free(str);
	if (NULL != str) {
		strcpy(str, "hello");
		printf(str);
	}
}

int main()
{
	test();

	return 0;
}

free(str)该步骤实现释放str所指向空间，但是没有及时将str置空，导致之后判断str是否为NULL又进入循环，执行strcpy(str, “hello”)，因为之前对str指向的空间已经释放，不能再次使用，会形成非法访问内存。

解决：
释放空间后一定要立即将该指针置空，这样才有意义。

五、C/C++程序的内存开辟

请添加图片描述
C/C++程序内存分配的几个区域：

  • 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；
  • 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；
  • 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；
  • 代码段：存放函数体（类成员函数和全局函数）的二进制代码。

有了这幅图，我们就可以更好的理解static关键字修饰局部变量的例子了。
实际上普通的局部变量是在栈区分配空间的，栈区的特点是在上面创建的变量出了作用域就销毁。
但是被static修饰的变量存放在数据段（静态区），数据段的特点是在上面创建的变量，直到程序结束才销毁，所以生命周期变长。

六、柔性数组

6.1 柔性数组的概念

C99 中，结构中的最后一个元素允许是未知大小的数组，这就叫做『柔性数组』成员。
例：

typedef struct st_type
{
 int i;
 int a[0];//柔性数组成员
}type_a;

有些编译器会报错无法编译可以改成：

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

表示数组大小不定，被当成柔性数组成员

6.2 柔性数组的特点

  • 结构中的柔性数组成员前面必须至少一个其他成员；
  • 包含柔性数组成员的结构用malloc ()函数进行内存的动态分配，并且分配的内存应该大于结构的大小，以适应柔性数组的预期大小；
  • sizeof 返回的这种结构大小不包括柔性数组的内存。例：
typedef struct st_type
{
 int i;
 int a[0];//柔性数组成员
}type_a;
printf("%d\n", sizeof(type_a));//输出的是4

6.3 柔性数组的使用

6.3.1 代码①

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

struct S
{
	int n;
	int arr[];
};

int main()
{
	// 给柔性数组开辟10个整型大小
	// sizeof(struct S)是给结构体中的n开辟的空间大小，
	// 10 * sizeof(int)是给结构体最后的柔性数组arr开辟的空间大小
	struct S* ps = (struct S*)malloc(sizeof(struct S) + 10 * sizeof(int));

	// 使用
	ps->n = 100;
	int i = 0;
	for (i = 0; i < 10; i++) {
		(ps->arr[i]) = i;
	}
	for (i = 0; i < 10; i++) {
		printf("%d ", ps->arr[i]);
	}

	// 增容10个整型大小（如果有需求）
	struct S* ptr = (struct S*)realloc(ps, sizeof(struct S) + 10 * sizeof(int) + 10 * sizeof(int));
	if (NULL != ptr) {
		ps = ptr;
		ptr = NULL;
	}

	// 使用结束后释放
	free(ps);
	ps = NULL;

	return 0;
}

请添加图片描述

6.3.1 代码②

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

struct S
{
	int n;
	int* arr;
};

int main()
{
	// sizeof(struct S)是给结构体中的n开辟的空间大小，
	struct S* ps = (struct S*)malloc(sizeof(struct S));
	ps->n = 100;

	// 给柔性数组开辟10个整型大小
	ps->arr = (int*)malloc(10 * sizeof(int));

	// 使用
	int i = 0;
	for (i = 0; i < 10; i++) {
		(ps->arr[i]) = i;
	}
	for (i = 0; i < 10; i++) {
		printf("%d ", ps->arr[i]);
	}

	// 使用结束后释放
	free(ps->arr);
	ps->arr = NULL;
	free(ps);
	ps = NULL;

	return 0;
}

请添加图片描述
好像代码②完全可以代替代码①来实现此功能，那使用柔性数组就没有意义了吗？

6.4 代码①相比代码②的优势

  • 方便内存释放

如果我们的代码是在一个给别人用的函数中，你在里面做了二次内存分配，并把整个结构体返回给用户。
用户调用free可以释放结构体，但是用户并不知道这个结构体内的成员也需要free，所以你不能指望用户来发现这个事。
所以，如果我们把结构体的内存以及其成员要的内存一次性分配好了，并返回给用户一个结构体指针，用户做一次free就可以把所有的内存也给释放掉，开辟和释放次数多，易出错。

  • 有利于访问速度

连续的内存有益于提高访问速度（其实，我个人觉得也没多高了，反正你跑不了要用做偏移量的加法来寻址），
也有益于减少内存碎片，因为如果连续存放，加载的数据即为下一个用的数据，所以在寄存器命中的概率更高，内存碎片使得利用的内存直接有很多缝隙。

七、C语言结构体里的成员数组和指针（补充）

参考博客：https://coolshell.cn/articles/11377.html

总结

这里对文章进行总结：
以上就是今天总结的内容，本文包括了C语言动态内存管理的总结，分享给大家。
真💙欢迎各位给予我更好的建议，欢迎访问！！！小编创作不易，觉得有用可以一键三连哦，感谢大家。peace
希望大家一起坚持学习，共同进步。梦想一旦被付诸行动，就会变得神圣。

欢迎各位大佬批评建议，分享更好的方法！！！🙊🙊🙊

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