动态内存分配函数

一.静态内存分配和动态内存分配

静态内存分配：静态内存分配的空间都是固定的大小，且分配的是栈区的空间，函数执行结束时这些存储单元自动被释放。

动态内存分配：在程序执行的过程中动态地分配或回收存储空间。动态内存分配的是堆上的内存，堆上分配的内存不会主动释放，需由程序员自己释放或是在程序结束时还给操作系统。

内存区域分区

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。

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

静态段（静态区）（static）：存放全局变量、静态数据/程序结束后由系统释放。

代码段：存放函数体（类成员函数和全局函数）的二进制代码。

二.动态内存分配函数

在使用动态内存分配函数时，需引用对应头文件（#include ）

1.malloc

void* malloc(size_t size);

函数的功能：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。

若开辟成功，则返回一个指向开辟好空间的指针；若开辟失败，则返回一个NULL指针（因此一定要对malloc函数的返回值进行检查）

函数的返回值类型为void*，所以malloc函数并不知道开辟空间的类型，由使用者在使用的时候决定

若参数size为0，此时malloc的行为是标准未定义的，取决于编译器。

#include<stdlib.h>#include<stdio.h>intmain()
{
int*p= (int*)malloc(40);
//对返回值进行检查if (p==NULL)
    {
perror("malloc");
return1;
    }
for (inti=0; i<10; i++)
    {
printf("%d\n", *(p+i));
    }
//释放动态开辟的内存free(p);
p=NULL;
return0;
}

malloc函数不会对空间进行初始化，因此存放内容为随机值

2.free

void free(void* ptr)

free函数是用来释放动态开辟的内存的。

若参数ptr指向的空间不是动态开辟的，那么free函数的行为是未定义的

若ptr是NULL指针，那么函数什么事都不做

注：在释放动态开辟的内存后，应将ptr置为NULL，因为ptr指针指向的动态开辟的空间已经被释放了后，若ptr仍指向那块空间，后面若使用了ptr访问指向的空间，则非法访问该内存。

3.calloc

void* calloc(size_t num, size_t size)

函数的功能：为num个大小为size的元素开辟一块内存空间，并且把空间的每个字节初始化为0.

calloc函数与malloc函数的区别只在于calloc函数会在返回地址之前将申请的空间的每个字节全部初始化为0

#include<stdlib.h>#include<stdio.h>intmain()
{
int*p= (int*)calloc(10, 4);
//对返回值进行检查if (p==NULL)
    {
perror("calloc");
return1;
    }
for (inti=0; i<10; i++)
    {
printf("%d\n", *(p+i));
    }
//释放动态开辟的内存free(p);
p=NULL;
return0;
}

calloc函数会将空间的每个字节初始化为0

4.realloc

void* realloc(void* ptr ,size_t size)

realloc函数的功能：

若申请的空间过小或是过大，则可用realloc函数对内存大小进行调整。

ptr：要调整的内存地址

size：要调整之后的大小

在增加空间时，若原本开辟的内存后面有足够的空间，则直接在后面开辟新的空间；

若后面的空间不够，则realloc会先开辟新的空间，并将旧空间中的数据拷贝到新的空间中，拷贝后则释放旧的空间，最后返回新空间的起始地址。

若开辟失败，则返回NULL，因此应先对返回值进行判断，防止原始数据丢失

#include<stdlib.h>#include<stdio.h>intmain()
{
int*p= (int*)calloc(10, 4);
//对返回值进行检查if (p==NULL)
    {
perror("calloc");
return1;
    }
int*ptr= (int*)realloc(p, 20*sizeof(int));
//判断ptr是否为NULLif (ptr!=NULL)
    {
p=ptr;
ptr=NULL;
    }
else    {
perror("realloc");
return1;
    }
for (inti=0; i<20; i++)
    {
printf("%d\n", *(p+i));
    }
//释放动态开辟的内存free(p);
p=NULL;
return0;
}

realloc函数也不会对新开辟的空间进行初始化