目录

1.为什么存在动态内存分配 

2、动态内存函数的介绍

2.1 malloc和free

2.2 calloc

2.3 realloc

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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[n] = {0}; //在栈空间上开辟10个节的连续空间

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0malloc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: 

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: 

//假设开辟10个整形的空间
#include<stdlib.h>
int main()
{
	//栈区开辟
	int arr[10]; 

	//动态内存开辟
	int* p = (int*)malloc(10*sizeof(int)); //void*

	//使用这些空间的时候
	if(p == NULL)
	{
		perror("main");
		return 0;
	}

	//使用
	int i = 0;
	for(i=0; i<10; i++)
	{
		*(p+i) = i;
	}
	for(i=0; i<10; i++)
	{
		printf("%d ",p[i]); // p[i] -->*(p+i)
	}

	//回收空间
	free(p);
	p = NULL; //自己动手把p置为NULL

	return 0;
}

2.2 calloc

C语言还提供了一个函数叫 calloccalloc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鱼把空间的每个字节初始化为0。
• 与函数 ma11oc 的区别只在于ca11oc 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:

malloc没有作初始化

 calloc作初始化为0

 

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

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 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 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。

举例

#include<stdlib.h>
int main()
{
	int* p = (int*)calloc(10,sizeof(int));
	if(p == NULL)
	{
		perror("main");
		return 1;
	}
	//使用
	int i = 0;
	for(i=0; i<10; i++)
	{
		*(p+i) = 5;
	}
	//这里需要p指向的空间更大需要20个int的空间
	//realloc调整空间
	int*ptr = (int*)realloc(p,20*sizeof(int));
	if(ptr != NULL)
	{
		p = 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

举例

int main()
{
	int*p = (int*)malloc(10000000000);
	//如果没有对malloc函数的返回值做判断
	//p的值可能是NULL就会有问题
	
	int i = 0;
	for(i=0; i<10; i++)
	{
		*(p+i) = i;
	}

	return 0;
}

3.2对动态开辟空间的越界访问

举例

#include<stdlib.h>
int main()
{
	int* p = (int*)malloc(10*sizeof(int));
	if(p == NULL)
	{
		return 1;
	}
	int i = 0;
	//越界访问
	for(i=0; i<40; i++)
	{
		*(p+i) = i;
	}
	free(p);
	p = NULL;

	return 0;
}

3.3对非动态开辟内存使用free释放

举例

int main()
{
	int arr[10] = {0};
	int* p = arr;

	free(p);//使用free释放非动态开辟的空间
	p = NULL;

	return 0;
}

3.4 使用free释放一块动态开辟内存的一部分

举例

#include<stdlib.h>
int main()
{
	int* p = (int*)malloc(10*sizeof(int));
	if(p == NULL)
	{
		return 1;
	}
	int i = 0;

	for(i=0; i<5; i++)
	{
		*p++ = i;
	}
	free(p);
	p = NULL;

	return 0;
}

3.5对同一块动态内存多次释放

举例

#include<stdlib.h>
int main()
{
	int* p = (int*)malloc(10*sizeof(int));

	free(p);

	//
	//
	//
	//
	free(p);//又释放一次

	return 0;
}

3.6动态开辟内存忘记释放 (内存泄漏)

动态开辟的空间2种回收方式

1.主动free

2.程序结束