动态内存管理

为什么存在动态内存分配

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

上边代码有两个特点：
1.开辟空间的大小是固定的。
2.数组在声明的时候，必须是指定数组的长度，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。

动态内存函数的介绍

malloc和free

void* malloc(size_t size)

这个函数向内存申请了一块连续可用的空间，并且返回这块空间的指针
1.如果开辟成功，则返回一个指向开辟好空间的指针
2.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
3.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。
4.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。

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，函数原型如下：

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<stdlib.h>

int main()
{
	//代码1
	int num = 0;
	scanf("%d\n", &num);
	int arr[num] = { 0 };

	//代码2
	int* ptr = NULL;
	ptr = (int*)malloc(num*sizeof(int));
	if (ptr != NULL)//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;
}

calloc（申请并且初始化）

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：

void* calloc(size_t num, size_t size);

1.函数的能是为 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。
2.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<stdlib.h>
#include<stdio.h>

int main()
{
	int *p = calloc(10, sizeof(int));
	if (NULL != p)
	{
		//使用空间
	}
	free(p);
	p = NULL;
	return 0;
}

realloc

1.realloc函数的出现让动态内存管理更加灵活。
2.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。 函数原型 如下：

void* realloc(void* ptr, size_t size)

1.size调整之后新大小
2.返回值为调整之后的内存起始位置。
3.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。
4.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

情况1 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 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。

常见的动态内存错误

对NULL指针的解引用操作

void test()
{
	int *p = malloc(sizeof(int)* 5);
	*p = 20;//要加if语句判断p是否为空
	free(p);
}

对动态开辟空间的越界访问

void test()
{
	int i = 0;
	int *p = malloc(sizeof(int)* 5);
	if (NULL == p)
	{
		//
	}
	for (i = 0; i <= 10; i++)
	{
		*(p + i) = i;//当i=10的时候越界访问
	}
	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 = malloc(sizeof(int)* 5);
	p++;
	free(p);//p不再指向动态内存的起始位置
}

对同一块动态内存多次释放

void test()
{
	int *p = malloc(sizeof(int)* 5);
	free(p);
	free(p);
}

动态开辟内存忘记释放（内存泄漏）

void test()
{
	int i = 0;
	int *p = malloc(sizeof(int)* 5);
	if (NULL == p)
	{
		//
	}
}
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 。