1.为什么存在动态内存分配?

我们已经掌握的内存开辟方式有:

int val=20;//在栈空间上开辟四个字节

char arr[10]={0};//在栈空间上开局

但是上述的开辟空间的方式有两个特点

1.空间开辟大小是固定的。

2.数组在申明的时候,必须指定数组的长度,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内存开辟了。

2.动态内存函数的介绍

2.1 malloc和free

2.1.1 malloc函数

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。 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。

2.1.2 free函数

C语言提供了另外一个函数free,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。:

例:

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include <stdio.h>
#include<stdlib.h>
int main()
{
    int num = 0;
    int* ptr = NULL;
    ptr = (int*)malloc(num * sizeof(int));
    if (NULL != ptr)//判断ptr指针是否为空,即空间是否开辟成功
    {
        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;
    return 0;
}

2.2 calloc函数

C语言还提供了一个函数叫calloc, ca1loc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ca1loc 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:

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include <stdio.h>
#include<stdlib.h>
int main()
{
    int *ptr = (int*)calloc(10,sizeof(int));
    if (NULL != ptr)//判断ptr指针是否为空,即空间是否开辟成功
    {
      //使用空间
    }

    free(ptr);//释放ptr所指向的动态内存
    ptr = NULL;
    return 0;
}

如下图,红框内即为申请空间所初始化的数据0

动态内存函数_malloc

所以如何我们对申请的内存空间的内容要求初始 很方便的使用calloc函数来完成任务。

2.3 realloc函数

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大小了,有时候我们又会觉得申请的空间过大了,那为了合理的申请内存,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。

函改原型如下:

voids realloc (voids 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

系统解决方式:

如图

动态内存函数_realloc_02

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。

例:

#include <stdio.h>
#include<stdlib.h>
int main()
{
int* ptr = (int*)malloc(100);

//扩展容量
ptr = (int*)realloc(ptr, 1000);//这样不安全(如果申请空间过大或者申请空间为0,则会申请失败,返回空指针)

//代码2
int* p = NULL;
p = realloc(ptr, 1000);//为避免返回空指针,新建一个指针接受返回地址
if (p != NULL)
ptr = p;
free(ptr);
return 0;

}


当realloc函数的第一个参数为空指针时,realloc作用等同于malloc

realloc(NULL,40);//第一个参数为空指针,等同于malloc(40)


以上就是动态内存函数的基本知识,欢迎指正~