1. 为什么存在动态内存分配
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：
1. 空间开辟大小是固定的。
2. 数组在申明的时候，必须指定数组的长度，它所需要的内存在编译时分配。
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。
这时候就只能试试动态存开辟了
2. 动态内存函数的介绍
2.1 malloc和free
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* (所以返回的时候要对malloc进行强制类型转换)，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：
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> int main () { //代码 1 int num = 0 ; scanf ( "%d" , & num ); int arr [ num ] = { 0 }; //代码 2 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 ; // 必要 return 0 ; }
2.2 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：
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 0 。
举个例子：
#include <stdio.h> #include <stdlib.h> int main () { int * p = ( int* ) calloc ( 10 , sizeof ( int )); if ( NULL != p ) { //使用空间 } free ( p ); p = NULL ; return 0 ; }
所以如何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。
2.3 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。
举个例子：
#include <stdio.h> int main () { int * ptr = ( int* ) malloc ( 100 ); if ( ptr != NULL ) { // 业务处理 } else { exit ( EXIT_FAILURE ); } //扩展容量 //代码 1 ptr = ( int* ) realloc ( ptr , 1000 ); // 这样可以吗？ ( 如果申请失败会如何？ ) //申请失败就找不到原来的地址了，就会内存泄漏。 //所以要想代码2一样去写。 //代码 2 int* p = NULL ; p = realloc ( ptr , 1000 ); if ( p != NULL ) { ptr = p ; } //业务处理 free ( ptr ); return 0 ; }
3. 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 * ) malloc ( INT_MAX / 4 ); * p = 20 ; // 如果 p 的值是 NULL ，就会有问题 free ( p ); }
3.2 对动态开辟空间的越界访问
void test () { int i = 0 ; int * p = ( int * ) malloc ( 10 * sizeof ( int )); if ( NULL == p ) { exit ( EXIT_FAILURE ); } for ( i = 0 ; i <= 10 ; i ++ ) { * ( p + i ) = i ; // 当 i 是 10 的时候越界访问 } free ( p ); }
3.3 对非动态开辟内存使用free释放
void test () { int a = 10 ; int * p = & a ; free ( p ); //ok? } 也是不可以的
3.4 使用free释放一块动态开辟内存的一部分
void test () { int * p = ( int * ) malloc ( 100 ); p ++ ; free ( p ); //p 不再指向动态内存的起始位置 }
3.5 对同一块动态内存多次释放
void test () { int * p = ( int * ) malloc ( 100 ); free ( p ); free ( p ); // 重复释放 }
3.6动态开辟内存忘记释放（内存泄漏）
void test () { int * p = ( int * ) malloc ( 100 ); if ( NULL != p ) { * p = 20 ; } } int main () { test (); while ( 1 ); }
忘记释放不再使用的动态开辟的空间会造成内存泄漏。
切记：
动态开辟的空间一定要释放，并且正确释放。
