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;//在栈上开辟四个字节

char arr[10] = {0};//在栈上开辟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.数组在申明时,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在程序运行时才能知道,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内存开辟了

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：

void free (void* ptr)

free函数用来释放动态开辟的空间.

~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.

#include int main()
{//代码1int num = 0;scanf("%d", &num);int arr[num] = { 0 };//代码2int* ptr = NULL;ptr = (int*)malloc(num * sizeof(int));if (NULL != ptr)//判断ptr指针是否为空{int i = 0;for (int i = 0;i < num;i++){*(ptr + i) = 0;}}free(ptr);//释放ptr所指向的动态内存ptr = NULL;return 0;
}

2.2 calloc

C语言还提供一个函数叫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每个字节初始化为0

int main()
{int* p = (int*)calloc(10, sizeof(int));if (NULL != p){//使用空间}free(p);p = NULL;return 0;
}

 所以如果我们对申请的内存空间内容要求初始化,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.

~有时候我们会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太大了,那为了合理的       分配内存,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内存开辟大小    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到新的空间.

        情况1:原来空间之后有足够的空间

        情况2:原来空间之后没有足够大的空间

情况1 

当是情况1的时候,要扩展内存就就直接在原有内存之后直接追加内存,原来空间的数据不发生变化

情况2 

当是情况的时候,原来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.

int main()
{int* ptr = (int*)malloc(100);if (ptr != NULL){//业务处理}else{exit(-1);}//扩容//代码1ptr = (int*)realloc(ptr, 1000);//代码2int* p = NULL;p = realloc(ptr, 1000);if (p != NULL){ptr = p;}//业务处理free(ptr);ptr = NULL;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 (p == NULL){exit(-1);}for (i = 0;i <= 10;i++){*(p + i) = i;}free(p);
}

 3.3 对非动态开辟内存使用free函数

void test()
{int a = 10;int* p = &a;free(p);
}

 3.4 使用free释放一块动态开辟内存的一部分

void test()
{int i = 0;int* p = (int*)malloc(10 * sizeof(int));if (p == NULL){exit(-1);}for (i = 0;i <= 10;i++){*p = i;p++;}free(p);//p不在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();
}

忘记释放不在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.

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