对于内存我们了解道的就有栈区域、，堆区，静态区，常量储存区，代码区。

栈区（stack）：指那些由编译器在需要的时候分配，不需要时自动清除的变量所在的储存区，如函数执行时，函数的形参以及函数内的局部变量分配在栈区，函数运行结束后，形参和局部变量去栈（自动释放）。栈内存分配运算内置与处理器的指令集中，效率高但是分配的内存空间有限。

堆区（heap）：一般由程序员分配释放，若程序员不释放，程序结束时可能由OS回收。分

配方式类似于链表

静态储存区（static）：全局变量和静态变量的储存是放在一块的，其中初始化的全局变量和静态变量在一个区域，这块空间当程序运行结束后由系统释放。

常量储存区（const）：常量字符串就是储存在这里的，如“ABC”字符串就储存在常量区，储存在常量区的只读不可写。const修饰的全局变量也储存在常量区，const修饰的局部变量依然在栈上。

程序代码区：存放源程序的二进制代码。

本章主要对堆区稍作理解。

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：

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。

我们对空间的需求不仅是上述的情况，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。

这时动态内存就非常有用了。

2. 动态内存函数的介绍

2.1 malloc和free

malloc 和 free 是被<stdlib.h>头文件包含的库函数

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。

c语言提供了free专门回收动态内存的释放。

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。

举个例子

#include <stdio.h>
int main()
{
 int num = 0;
 scanf("%d", &num);
 int arr[num] = {0};
}

#include <stdio.h>
int main()
{
    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; 
}

这两种写法一个是在栈上开辟一块空间，一个是在堆区开辟空间。

2.2 calloc

calloc 与 malloc 的主要区别在于 zero - initialize 上

该函数的功能是为 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)
  {
    //使用空间
  }
  free(p);
  p = NULL;
  return 0;
}

所以如何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。

2.3 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。

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

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.

3. 常见的动态内存错误

3.1 对NULL指针的解引用操作

void test()
{
     int *p = (int *)malloc(INT_MAX/4);
     *p = 20;//如果p的值是NULL，就会有问题
     free(p);
}

3.2 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;//当i是10的时候越界访问
     //指向一块不属于堆区的空间
     }
     free(p);
}

3.3 对非动态开辟内存使用free释放

void test()
{
     int a = 10;
     int *p = &a;
     free(p);//ok?
}

3.4 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);//p不再指向动态内存的起始位置
}

3.5 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
 }

3.6 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);
}

没有使用free。

切记malloc 和 free 是成对出现的，使用完空间后一定要还回去，否则会照成内=内存泄露的问题。

4. 柔性数组

也许你从来没有听说过柔性数组（flexible array）这个概念，但是它确实是存在的。

C99 中，结构中的最后一个元素允许是未知大小的数组，这就叫做『柔性数组』成员。

例如

typedef struct st_type
{
     int i;
     int a[0];//柔性数组成员
}type_a;

如果编译器无法编译可以换成以下这种写法

typedef struct st_type
{
     int i;
     int a[];//柔性数组成员
}type_a;

4.1 柔性数组的特点：

结构中的柔性数组成员前面必须至少一个其他成员。

sizeof 返回的这种结构大小不包括柔性数组的内存。

包含柔性数组成员的结构用 malloc () 函数进行内存的动态分配，并且分配的内存应该大于结构的大小，以适应柔性数组的预期大小。

例如

typedef struct st_type
{
     int i;
     int a[0];//柔性数组成员
}type_a;
printf("%d\n", sizeof(type_a));//输出的是4

4.2柔性数组的使用

int i = 0;
type_a *p = (type_a*)malloc(sizeof(type_a)+100*sizeof(int));
//业务处理
p->i = 100;
for(i=0; i<100; i++) 
{
 p->a[i] = i; 
}
free(p);

这样柔性数组成员 a ，相当于获得了 100 个整型元素的连续空间。

这样看起来似乎并不能体现 ' 柔 ' 的特点。

不急，我们来看看下面这一段代码。

上述的 type_a 结构也可以设计为：

typedef struct st_type
{
  int i;
  int* p_a;
}type_a;
type_a* p = (type_a*)malloc(sizeof(type_a));
p->i = 100; p->p_a = (int*)malloc(p->i * sizeof(int));
//业务处理
for (i = 0; i < 100; i++) {
  p->p_a[i] = i;
}
//释放空间
free(p->p_a);
p->p_a = NULL;
free(p);
p = NULL;

虽然效果都一样，但是柔性数组对于第二段代码有两个好处

第一个好处是：方便内存释放

如果我们的代码是在一个给别人用的函数中，你在里面做了二次内存分配，并把整个结构体返回给用户。用户调用free 可以释放结构体，但是用户并不知道这个结构体内的成员也需要 free ，所以你不能指望用户来发现这个事。所以，如果我们把结构体的内存以及其成员要的内存一次性分配好了，并返回给用户一个结构体指针，用户做一次free 就可以把所有的内存也给释放掉。

第二个好处是：这样有利于访问速度.

连续的内存有益于提高访问速度，也有益于减少内存碎片

动态内存管理