动态内存管理

1. 为什么要有动态内存分配

我们已经掌握的内存开辟⽅式有：

1：int val = 20;//在栈空间上开辟四个字节 
2：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： • 空间开辟⼤⼩是固定的。 • 数组在申明的时候，必须指定数组的⻓度，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

2. malloc和free和calloc

头文件#include <stdlib.h>

2.1 malloc

C语⾔提供了⼀个动态内存开辟的函数：

1 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。

• 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。

• 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。

2.2 free

C语⾔提供了另外⼀个函数free，专⻔是⽤来做动态内存的释放和回收的，函数原型如下：

1 void free (void* ptr);

free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。

malloc和free都声明在 stdlib.h 头⽂件中。

举个例⼦

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main()
{
    int num = 0;
    scanf("%d", &num);
    int arr[num] = {0};
    int* ptr = NULL;
    ptr = (int*)malloc(num*sizeof(int));
    if(NULL != ptr)//判断ptr指针是否为空 
    {
     int i = 0;
     for(i=0; i<num; i++)
    {
    *(ptr+i) = 0；
    }
    }
     free(ptr);//释放ptr所指向的动态内存 
     ptr = NULL;//是否有必要？ 
     return 0;
}

2.3 calloc

C语⾔还提供了⼀个函数叫 calloc ， calloc 函数也⽤来动态内存分配。原型如下：

3、malloc和calloc的区别

1 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。

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。

4. 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：

1 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

• 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：

•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。

代码使用

#include<stdio.h>
#include <stdlib.h>//头文件
int main()
{
	int* p = (int*)malloc(5 * sizeof(int));
	if (p == NULL)
	{
		perror("malloc");
		return 1;
	}
	//使用
	int i = 0;
	for (i = 0; i < 5; i++)
	{
		*(p + i) = 1;
	}
	//不够了，再增加5个整型的空间
	int* ptr = (int*)realloc(p, 10 * sizeof(int));
	if (ptr != NULL)
	{
		p = ptr;
	}
	//继续使用空间
	for (i = 0; i < 10; i++)
	{
		*(p + i) = 1;
	}
	for (i = 0; i < 10; i++)
	{
		printf("%d ", *(p + i));//10个1
	}
	free(p);
	p = NULL;
	return 0;
}