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0、动态内存分配的意义与存在背景
1、动态内存开辟函数介绍
1-1 malloc和free
1-2 calloc
1-3 realloc
2、常见的动态内存开辟错误分析
2-1 对NULL指针的解引用操作
2-2 对动态开辟空间的越界访问
2-3free函数使用不当
2-3-1 free函数释放不是动态开辟的内存
2-3-2 free不完全
2-3-3 忘记free
3、补充：C/C++程序的内存开辟（重要）
4、柔性数组
0、动态内存分配的意义与存在背景
我们之前，如果想要开辟一块连续的空间，基本上都是用数组
比如：
int a[10] = {0};
但是这存在一个问题，就是在开辟数组的过程中，其必须是一个定长的数组，就是在开辟空间的过程中就要指定大小；并且空间开辟的大小是固定的。
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。
虽然我们存在着变长数组，但是其仍然存在着一系列的问题，似乎不是那么好用。
这时候就只能试试动态存开辟了。
1、动态内存开辟函数介绍
1-1 malloc和free
用法很简单，就是molloc加上一个参数，代表开辟的空间大小，然后把返回值void*强转为自己想要的指针类型
用的时候注意以下几点：
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中还存在着另一个函数free，专门是用来做动态内存的释放和回收的。
函数的模型为
void free(void* ptr)
使用时需要注意以下几点：
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（malloc.h）头文件中。
我们来举一个例子吧：
如图所示，
我们这里开辟n个int类型的空间，返回一个地址，赋给指针p。
判断，如果p不为空，那么我们就将其每一个值都赋值成0；
然后释放p。
最后把p置空。
我们来监视一下：
然后接着，我们来free一下：
发现所有的值都没了。
此时p是一个野指针，为了保证其安全性，我们将其置空
1-2 calloc
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：
解释一下，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。
所以如果我们对申请的内存空间的内容要求初始化，那么使用calloc函数来完成任务，是很方便的。
1-3 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。
函数模型：
介绍一下：
其第一个参数是要调整的内存起始地址；
size是要调整的大小。
其返回值为调整后的空间的起始地址；
实际上，realloc的内存开辟的情况呦两种。
第一种：是size相对来说较小的时候，它这个时候就可以直接在memblock的后面（为开辟空间的地方），直接在其后面顺着开辟；
第二种：是size相对来说较大的时候，这个时候其如果直接在memblock的后面开辟，可能会存在内存不够的情况。所以，这个时候其会重新找到一块新的空间，然后开辟size大小的空间，再将原来的数据拷贝过去。
我们画个图来看一下：
如上，就是一个举例。
2、常见的动态内存开辟错误分析
2-1 对NULL指针的解引用操作实际上，如果我们不去写这个判断条件的话，检测严格的编译器会报警的。
这里的警告就是再说这个事情：
如果我们这样写：
就可以了。
原因很简单，内存开辟可能失败，p可能为空。这样对空指针去解引用，显然会出错。
2-2 对动态开辟空间的越界访问
这个和数组类似。或者说就是和数组是一样的。数组不能越界访问，对于动态开辟的内存也不可以。
2-3free函数使用不当
分三种情况：
2-3-1 free函数释放不是动态开辟的内存
这么写，程序直接就挂掉了。
2-3-2 free不完全
比如：
这个时候，其free的就不再是整个动态开辟的内容了。
因为p不再指向动态开辟的空间的首地址了。
2-3-3 忘记free
我们先来解释为什么需要free
首先，我们需要明白，动态内存其开辟的地方是在堆区，我们平时静态开辟的是在栈区。
在栈区所开辟的空间在函数调用结束后，编译器会自动将其销毁，并且返还给操作系统，但是对于在堆区上的空间，其内存是由程序员手动开辟和释放；
如果程序员只开辟，不释放，就会造成内存泄漏（虽然在整个程序结束后，堆区的空间也会返还给操作系统）
内存泄漏对于小程序而言不算什么，但是对于需要持续运行的服务器或者程序，因为只开辟而不释放，会导致堆区中所剩的内存空间越来越小。最终会导致服务器崩溃。这个时候，必须要重启服务器。但是，对于需要持续运行的服务器来说，频繁重启服务器会造成大量的经济损失。比如：王者荣耀服务器。
更可怕的是，因为当程序运行完结束之后，确实会进行回收，所以绝大多数编译器都是默认不会出错的。就是说，也许你都不知道你自己的代码存在内存泄漏的问题。
所以切记：
动态开辟的空间一定要释放，并且正确释放。
3、补充：C/C++程序的内存开辟（重要）
上一个图来解释吧：
1. 栈区（stack）：在执行函数时，函数内局部变量的存储单元都可以在栈上创建，函数执行结束时这些存储单元自动被释放。栈内存分配运算内置于处理器的指令集中，效率很高，但是分配的内存容量有限。 栈区主要存放运行函数而分配的局部变量、函数参数、返回数据、返回地址等。
2. 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。
3. 数据段（静态区）（static）存放全局变量、静态数据。程序结束后由系统释放。
4. 代码段：存放函数体（类成员函数和全局函数）的二进制代码。
4、柔性数组
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。
举个例子：
struct pp { int a; char b; int c; int d[]; }
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。
对第三个举个例子来理解：
(struct pp*) p = (struct pp*)malloc(sizeof(struct pp) + sizeof(int)*100);
这样，这里的柔性数组就获得了100个额外的空间。
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。
好啦，本节的内容就到这里结束啦，我们下节再见。
