简述C语言中的动态内存管理

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为什么要进行动态内存管理

动态内存开辟函数

malloc和free

calloc

realloc

常见的动态内存错误

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为什么要进行动态内存管理

普通常见的内存开辟的方法有：

int val = 10;//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

但是上述方法有两个不足之处：

• 空间开辟的大小是一定的
• 数组在声明的时候，必须指定数组的长度，它所需要的内存在编译的时候分配

有时候我们在开辟空间时，只有在程序运行的时候才能知道它需要的空间大小，此时上述的开辟空间的方法就无法满足要求，这时候就需要用到动态开辟空间

动态内存开辟函数

malloc和free

C语言提供的 malloc 函数：

void* malloc （size_t size）;

该函数向内存申请了一块连续的空间，并返回指向这块空间的指针。

• 如果开辟成功，返回指向该空间的指针
• 如果开辟失败，返回一个NULL指针，所以malloc的返回值一定要进行判空
• 返回值的类型是 void*  ，所以malloc函数并不知道开辟空间的类型，具体在使用时由使用者决定

• 如果参数 size 为 0，malloc 的行为是标准未定义的，取决于编译器

C语言提供的 free 函数：

void free (void* ptr);

该函数用来释放动态开辟的内存。

• 如果参数 ptr 指向的空间不是动态开辟来的，那么 free 函数的行为就是未定义的
• 如果参数 ptr 是NULL指针，则函数什么都不用做

calloc

C语言中 calloc 函数也用来动态内存开辟

void* calloc （size_t num，size_t size）;

• 函数功能是 为 num 个大小为 size 的元素开辟一块空间，空间的每个字节初始化为 0
• 与函数 malloc 的区别：calloc 会在返回地址之前将申请的空间的每个字节初始化为 0 ，所以如果我们对于申请的内存空间的内容要求初始化，就可以用calloc函数

realloc

realloc 函数动态开辟内存更加灵活

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

• ptr 是要调整的内存地址

• size 是调整之后的大小
• 返回值为调整之后的内存起始位置
• 该函数在调整原空间大小的基础上，还会降原来内存中的数据移动到新的空间
• 两种调整内存的情况

1. 原有空间足够大：要拓展的空间内存直接在原有内存之后直接追加，原来空间的数据不变
2. 原有空间之后没有足够的空间：在堆空间上重新找到一块合适的连续空间，将原有数据和要追加的数据一起搬移到到新开辟的空间上

常见的动态内存错误

• 对NULL指针的解应用操作

void test()
{
  int *p = (int *)malloc(sizeof（int）*4);
  *p = 20;//如果p的值是NULL，就会有问题
  free(p);
}

• 对非动态开辟空间使用free释放

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

• 对动态开辟的空间未进行free释放（内存泄漏）
• 对同一块动态内存多次重复free
• free释放一块动态内存的一部分

void test()
{
  int *p = (int *)malloc(100);
  p++;
  free(p);//p不再指向动态内存的起始位置
}

• 对的动态开辟的空间越界访问