C语言：动态内存管理
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为什么要有动态内存分配
之前介绍过的内存开辟方式有：
int val = 20;//在栈空间上开辟四个字节
char arr[10] = {0};//在栈空间上开辟十个字节的连续空间
但上述开辟空间方式有两个特点：
- 空间开辟的大小是固定的。
- 数组在申明的时候，必须指定数组的长度，数组空间一旦确定了大小不能调整。
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。
C语言引入了动态内存开辟，让程序员自己可以申请和释放空间，就比较灵活了。
malloc和free
malloc
C语言提供了一个动态内存开辟的函数：
void* malloc (size_t size);
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。
注：
- 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。（malloc前加强制类型转换） - 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。
free
C语言提供了另外一个函数free，专们是用来做动态内存的释放和回收的，函数原型如下：
void free (void* ptr);
free函数用来释放动态开辟的内存。
注：
- 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之后的地址的指针变量，如果后续不再使用，必须及时置为NULL，避免其成为野指针。
malloc和free都声明在头文件stdlib.h中
calloc和realloc
calloc
C语言还提供了一个函数calloc，calloc函数也⽤来动态内存分配。原型如下：
void* calloc (size_t num, size_t size);
- 函数的功能是为
num个大小为size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。
举个例子：
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main()
{
int *p = (int*)calloc(10, sizeof(int));
if(NULL != p)
{
int i = 0;
for(i=0; i<10; i++)
{
printf("%d ", *(p+i));
}
}
free(p);
p = NULL;
return 0;
}
输出结果：
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
所以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。
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。
函数原型如下：
void* realloc (void* ptr, size_t size);
ptr是要调整的内存地址size是调整之后新大小- 返回值为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两种情况：①原有空间之后有足够大的空间②原有空间之后没有足够大的空间
当时情况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。
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。
由于上述的两种情况，realloc函数的使用就要注意⼀些。
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main()
{
int *ptr = (int*)malloc(100);
if(ptr != NULL)
{
//业务处理
}
else
{
return 1;
}
//拓展容量
int*p = NULL;
p = realloc(ptr, 1000);
if(p != NULL)
{
ptr = p;
}
//业务处理
free(ptr);
return 0;
}
常见的动态内存的错误
对NULL指针的解引用操作
void test()
{
int *p = (int *)malloc(INT_MAX/4);
*p = 20;//如果p的值为NULL，就会出问题
free(p);
}
对动态开辟空间的越界访问
void test()
{
int i = 0;
int *p = (int *)malloc(10*sizeof(int));
if(NULL == p)
{
exit(EXIT_FAILURE);
}
for(i=0; i<=10; i++)
{
*(p+i) = i;
}
free(p);
}
对非动态开辟内存使用free释放
void test()
{
int a = 10;
int *p = &a;
free(p);
}
使用free释放一块动态开辟内存的一部分
void test()
{
int *p = (int *)malloc(100);
p++;
free(p);
}
对同一块动态内存多次释放
void test()
{
int *p = (int *)malloc(100);
free(p);
free(p);//重复释放导致出错
}
动态开辟内存忘记释放（内存泄漏）
void test()
{
int *p = (int *)malloc(100);
if(NULL != p)
{
*p = 20;
}
}
int main()
{
test();
while(1);
}
忘记释放不再使用的动态开辟的空间会造成内存泄漏。
切记：动态开辟的空间一定要释放，并且正确释放。
原文地址：https://blog.csdn.net/z3256707200/article/details/137651789
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