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为什么要有动态内存分配

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：
• 空间开辟大小是固定的。
• 数组在申明的时候，必须指定数组的⻓度，数组空间一旦确定了大小不能调整
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放式就不能满足了。
C语言引人了动态内存开辟，让程序员自己可以申请和释放空间，就比较灵活了。

malloc和free

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

free

C语言提供了另外一个函数free，专门是用来做动态内存的释放和回收的，函数原型如下

void free (void* ptr);

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 头文件中。
举个例子：

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

calloc和realloc

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

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举个例子：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main()
{
   
   
    int* p = (int*)calloc(10, sizeof(int));
    if (NULL != p)
    {
   
   
        int i = 0;
        for (i = 0; i < 10; i++)
        {
   
   
            printf("%d ", *(p + i));
        }
    }
    free(p);
    p = NULL;
    return 0;
}

所以如果我们对申请的内存空间的内容要求初始化，那么可以很方便的使用calloc函数来完成任务

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。

函数原型如下

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。
• 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。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main()
{
   
   
    int* ptr = (int*)malloc(100);
    if (ptr != NULL)
    {
   
   
        //业务处理
    } e
        lse
    {
   
   
    return 1;
    } /
        /扩展容量
        //代码1 - 直接将realloc的返回值放到ptr中
        ptr = (int*)realloc(ptr, 1000);//这样可以吗？(如果申请失败会如何？)
    //代码2 - 先将realloc函数的返回值放在p中，不为NULL，在放ptr中
    int* p = NULL;
    p = realloc(ptr, 1000);
    if (p != NULL)
    {
   
   
        ptr = p;
    } 
    //业务处理
        free(ptr);
    return 0;
}