一、 为什么会存在动态分配
我们已经掌握了一下的内存开辟方式
int a = 20; //在栈区上开辟四个字节 char arr[20] = { 0 }; //在栈区上开辟20个字节的连续空间
但是上述开辟空间的方式有两个特点
1 空间开辟的大小是固定的
2 数组在声明的时候 必须指定数组的长度 它所需要内存在编译时分配
特点1很好理解
就像上面 我们指定数组arr之后 在栈区上就不可以改变数组的大小了
但是我们使用malloc指定内存的大小之后 还是可以使用realloc来重置大小
特点2 我们使用一段代码来解释下
我们发现 动态开辟内存可以不指定数组的长度 而是传递进去一个变量
有时候对于空间大小的需求 我们只有在程序运行的时候才能知道
这个时候我们就只能使用动态内存开辟了
二、动态内存函数的介绍
1. malloc和free
1.1 malloc
c语言提供了一个动态内存开辟的函数：
void* malloc (size_t size);
这个函数像内存申请一块连续可用的空间 并且返回指向这块空间的指针 是一个无符号类型的指针
这其中有四个注意点
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。
特点一说明了这个函数的返回值
特点二说明了它开辟失败的情况
特点三详细介绍了它返回值的类型
特点四说明了如果开辟的空间为0 这个时候malloc会做什么
这里c语言提供了另一个函数 专门史用来做动态内存的释放和回收的
void free (void* ptr);
1.2 free
free函数也有两个特点
1 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。
2 如果参数 ptr 是NULL指针，则函数什么事都不做。
这里特别要注意特点1 我们来看一段代码
如果我们写出来上面这一段代码 那么我们的编译器会给我们报错
特点二是一个知识点 我们记一下就好了
指针指向NULL的时候 free什么都不做
1.3 完整的演示代码
int main() { //申请40个字节，用来存放10个整型 int* p = (int*)malloc(40); if (p == NULL) { printf("%s\n", strerror(errno)); return 1; } //存放1~10 int i = 0; for (i = 0; i < 10; i++) { *(p + i) = i + 1; } //打印 for (i = 0; i < 10; i++) { printf("%d ", *(p + i)); } free(p);//释放申请的空间 p = NULL; return 0; }
2. calloc
c语言还提供了一个函数叫做 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);
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0。
代码如下
int main() { int* p = (int*)calloc(10,sizeof(int)); if (p == NULL) { perror("calloc"); return 1; } //使用 int i = 0; for (i = 0; i < 10; i++) { printf("%d ", *(p + i)); } //释放空间 free(p); p = NULL; return 0; }
运行结果：
我们可以发现全部初始化内存确实为0
3. 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。
void* realloc (void* 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。
情况一 如果说原有空间之后又足够大的空间 那么就直接扩展内存追加空间 原理啊空间的数据不发生变化
情况二 当情况2的时候 原有空间之后没有足够多的空间 扩展的方法是 在堆空间上另外寻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
int main() { int* p = (int*)malloc(5 * sizeof(int)); if (p == NULL) { perror("malloc"); return 1; } //使用 int i = 0; for (i = 0; i < 5; i++) { *(p + i) = 1; } //空间不够，再申请五个空间 int* ptr = (int*)realloc(p,10 * sizeof(int)); if (ptr != NULL) { p = ptr; ptr = NULL; } //使用 for (i = 0; i < 10; i++) { printf("%d\n", *(p + i)); } return 0; }
三. 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*)melloc(100); *p = 20;//如果p的值是NULL，就会有问题 free(p); p = NULL; }
3.2 对动态开辟空间的越界访问
3.3 对于非动态开辟内存使用free释放
3.4 使用free释放一块动态开辟内存的一部分
3.5 对同一块动态内存多次释放
3.6 动态开辟内存忘记释放（内存泄漏）
void test() { int* p = (int*)malloc(100); //使用....... } int main() { test(); return 0; }
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