前言：
小伙伴们大家好，今天龙宝要给大家分享的知识是 动态内存管理。相信大家在使用数组的时候都遇到过开辟的空间不够用或者开辟的空间用不完的窘境，这是因为数组大小一旦确定好，就会向内存申请一块固定大小的连续空间，后面再想增加或者减少空间是非常麻烦的。而今天要介绍的动态内存管理就会很好的帮助大家解决这一窘境，我们可以根据自己的需求向内存申请空，那接下来就让我们一起来看看动态内存管理都有哪些有趣的知识吧。
一：动态内存函数的介绍
在介绍动态内存管理之前，大家需要知道一点，动态内存管理开辟和释放的空间都是在堆区上
1.1：malloc：
malloc：内存空间申请函数
void* malloc (size_t size);
申请一块大小为 size 的内存空间，申请成功，返回指向这块空间起始位置的指针
新分配的内存块没有初始化，保留不确定的值
如果函数无法分配申请的内存块，会返回一个空指针（NULL)，因此 malloc 函数的返回值一定要检查
此函数只负责申请 size 大小的内存空间，并不知道未来会存放什么类型的数据，因此函数的返回值是 void*
如果参数 size 为 0 00 ，malloc的行为是标准是未定义的，取决于编译器。
实际应用：
#include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <string.h> #include <errno.h> int main() { //申请40个字节，用来存放10个整型 int* p = (int*)malloc(40); if (p == NULL)//判断是否申请成功 { printf("%s\n", strerror(errno)); return 1;//申请失败就直接返回 } //存放1~10 int i = 0; for (i = 0; i < 10; i++)//malloc申请的是一块连续的内存空间，因此可以把它当成数组来使用。 { *(p + i) = i + 1; } //打印 for (i = 0; i < 10; i++) { printf("%d ", *(p + i)); } return 0; }
malloc 函数在使用的时候一定要注意，在空间申请结束后，要对返回的指针进行判断，看其是否为空指针（NULL），如果为空指针说明空间申请失败了，程序就要直接返回，只有当申请成功了才能继续使用这块空间。malloc函数申请到的是一块连续的内存空间，因此我们在使用这块空间的时候，可以把它当作数组。上面的代码看似完美，却存在着一个巨大的缺陷，我们在使用完这块空间后并没有把其归还给操作系统，俗话说得好：有借有还，再借不难。虽然说程序在结束之后，这块空间会自动归还给操作系统，但是，让“人家”强制收回和自己主动归还性质是完全不一样。为了避免不必要的麻烦，我们应该养成在使用完动态开辟的空间之后及时将其归还的好习惯。那如何归还呢？这叫要用到接下来这个函数了。
1.2：free：
free：内存块释放函数
void free (void* ptr);
参数是待释放空间起始位置的指针
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
如果参数为空指针（NULL），则该函数不执行任何操作。
修改代码：
int main() { //申请40个字节，用来存放10个整型 int* p = (int*)malloc(40); if (p == NULL)//判断是否申请成功 { printf("%s\n", strerror(errno)); return 1;//申请失败就直接返回 } //存放1~10 int i = 0; for (i = 0; i < 10; i++)//malloc申请的是一块连续的内存空间，因此可以把它当成数组来使用。 { *(p + i) = i + 1; } //打印 for (i = 0; i < 10; i++) { printf("%d ", *(p + i)); } free(p); return 0; }
通过上图我们发现，free(p) 仅仅是把 p 指针指向的这块空间归还给了操作系统，但是 p 指针还是指向这块空间，为了避免之后的非法访问，我们还需再添加一步，把 p 置为空指针。
完整代码：
int main() { //申请40个字节，用来存放10个整型 int* p = (int*)malloc(40); if (p == NULL)//判断是否申请成功 { printf("%s\n", strerror(errno)); return 1;//申请失败就直接返回 } //存放1~10 int i = 0; for (i = 0; i < 10; i++)//malloc申请的是一块连续的内存空间，因此可以把它当成数组来使用。 { *(p + i) = i + 1; } //打印 for (i = 0; i < 10; i++) { printf("%d ", *(p + i)); } free(p); p = NULL; return 0; }
1.3：calloc：
calloc：动态内存分配函数
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，并且把空间的美国i字节初始化为 0 00
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一个字节初始化为 0 00
实际应用：
#include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <string.h> #include <errno.h> int main() { int* p = (int*)calloc(10, sizeof(int));//开辟10个整型大小的空间 if (p == NULL) { perror("aclloc");//判断是否开辟成功 return 1; } //使用 int i = 0; for (i = 0; i < 10; i++) { printf("%d ", *(p + i)); } //使用完了，释放空间 free(p); p = NULL; return 0; } //结果： 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
1.4：realloc：
realloc：重新分配内存块函数
realloc 函数的出现让动态内存管理更加灵活，有时候我们会发现国企申请的空间太小了，有时候我们优惠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。此时 realloc 函数就可以做到对动态开辟内存大小的调整
void* realloc (void* ptr, size_t size);
ptr 指向要调整的内存地址
size 是调整之后的大小
返回值是一个指向调整之后内存起始位置的指针
这个函数在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 在调整内存空间的时候存在两种情况
情况一：原有空间之后有足够大的空间，此时要扩展内存就直接在原有内存之后追加空间，原来空间的数据不发生变化
情况二：原有空间之后没有足够多的空间时，此时扩展的方法是：在堆空间上另找一个合适大小的连续空间来使用，把旧的空间的数据，拷贝到新的空间的前面的位置，并且把旧的空间释放掉，这样函数返回的是一个新的内存地址
如果传给realloc函数的是一个空指针，此时就像调用malloc
int main() { int* p = (int*)malloc(5 * sizeof(int));//先用malloc申请5个整型大小的内存空间 if (p == NULL)//判断是否开辟成功 { perror("malloc"); return 1; } int i = 0; for (i = 0; i < 5; i++) { *(p + i) = 1;//把5个整型全部初始化为1 } //不够用了，要再增加5个整型 int* ptr = (int*)realloc(p, 10 * sizeof(int)); if (ptr == NULL) { perror("realloc"); return 1; } for (i = 0; i < 10; i++) { printf("%d ", *(ptr + i)); } free(ptr); p = NULL; ptr = NULL; return 0; }
上面代码中，我觉得有两点需要大家注意：
有必要同时 free 掉两个新、旧两个指针嘛？
realloc 申请到的空间有没有初始化？
先来说第一点：指向旧空间的指针到底要不要 free ？答案是不用。因为 realloc 对空间扩容无非就两种情况，第一种情况在就的空间后边追加，此时 realloc 的返回值还是旧空间的起始地址，也就是说在这种情况下，上面代码中的 p 和 ptr 指针都指向同一个地址，当空间使用结束后只用 free 掉一个就行，因为他俩都指向同一块空间，然后把他俩全部置为空，以免它们成为野指针。第二种情况，realloc 会重新找一块空间，此时它的返回值就是一个全新的地址，但是注意，针对这种情况，realloc函数本身会把 p 指向的那块旧空间 free 掉，因此这种情况下，在使用完内存空间之后，只需要把 ptr 给 free 掉就行
再来说第二点：这一点很容易验证，在 realloc 成功的时候，我们直接打印出内存中存的值就可以知道了。
通过打印结果我们不难发现，realloc 开辟的新空间是没有初始化的，前面的五个 1 11 是旧空间当时赋值的。
