动态内存分配函数解析

内存区域主要分为栈区，堆区以及静态区。其中，栈区用于存储局部变量，堆区用于存储由动态内存开辟的变量，而静态区则用于存储静态变量以及全局变量。以下是关于四个动态内存分配函数——malloc，calloc，realloc，以及free的讲解。

首先我们来谈谈为何需要动态内存分配。例如，我们在定义一个数组时，必须首先定义其数组长度，如int a[10]等，但往往在很多情况下，我们真正需要的数组长度在程序运行时才能确定，那么先前定义的长度与空间就可能存在过大和过小的问题，因此，我们需要使用动态内存分配。

—.malloc和free函数讲解

在引用这四个函数时，我们首先需要标明所需要的头文件，#include<stdlib.h>。malloc函数使用格式如下：

void* malloc (size_t size);括号内为所需要开辟空间的字节大小。

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，并且需要记住在之前使用强制类型转换。 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。

在使用malloc函数开辟空间之后，我们还需要在使用结束时利用free函数来对开辟的空间进行释放。注意此处的内存销毁，并非字面意思的内存删除，而是相当于把这一块空间再次还给操作系统。free函数使用格式如下：

void free (void* ptr)；括号内为所需要释放回收空间的指针变量名。

同时我们需要注意两点：

第一，如果我们释放的指针不是由动态分配的，则free函数的行为是未定义的

第二，如果释放的指针是NULL指针，那么free函数将不进行任何操作。

定义并初始化未知长度数组的两种方式

二.calloc函数讲解

我们首先来看calloc函数的运用格式：

void* calloc (size_t num, size_t size);

其功能为把num个大小为size的元素开辟一块空间，与malloc函数的区别在于 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。

例子如下：

三.核心——realloc函数

在函数使用过程中，我们常常会遇到诸如先前开辟的内存不太能满足后续使用的问题，那么如何在使用过程中改变先前所设置的空间大小，令内存可以动态分配呢，realloc函数就是核心。

realloc使用格式如下：

void* realloc (void* ptr, size_t size); ptr 是要调整的内存地址 size 调整之后新的空间字节大小 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在调整内存空间时存在两种情况： 情况1：原有空间之后有足够大的空间用于调整

情况2：原有空间之后空间不足

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。 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。

四.常见使用错误

1.对null指针的解引用操作

2.对动态开辟空间的越界访问

3.对非动态开辟变量使用free释放

4.free函数仅释放了部分内存

5.对同一块内存多次释放

6.动态开辟内存忘记释放