【C语言】动态内存分配
本期，我们将讲解malloc、calloc、realloc以及free函数。
这是个动态内存分配函数的头文件都是 <stdlib.h>。
c语言中动态分配内存的函数，可能有些初学c语言的人不免要问了：我们为什么要通过函数来实现动态分配内存呢？
首先让我们熟悉一下计算机的内存吧！在计算机的系统中大致有这四个内存区域：
1）栈：在栈里面储存一些我们定义的局部变量以及形参（形式参数）；
2）字符常量区：主要是储存一些字符常量，比如：char *p=”hello world”;其中”hello world”就储存在字符常量区里面；
3）全局区：在全局区里储存一些全局变量和静态变量；
堆：堆主要是通过动态分配的储存空间，也就是我们接下需要讲的动态分配内存空间。
静态内存和动态内存的比较：
- 静态内存是有系统自动分配，由系统自动释放。 静态内存是在栈分配的。（例如：函数里的局部变量）
- 动态内存是由程序员手动分配，手动释放。 动态内存是在堆分配的。（例如：用C语言写链表时，需要自己对Node结点分配内存空间）
一、malloc 与free函数
void* **malloc( size_t ** size);
返回类型： void*，也就是说这个函数的可以返回所有类型的指针形式。只需要在开辟空间的时候进行强制类型转换一下即可。
函数参数：size_t size, 这个参数就是告诉这个函数，你需要开辟多少个字节的内存空间。
void free(void* memblock) ；
没有返回参数。
函数参数：void* memblock， free函数可以接收来自所有类型指针的 动态分配 的 内存空间。
一切以栗子来描述吧：
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
int main()
{
//开辟10个int类型的空间
int* arr = (int*)malloc(10 * sizeof(int)); //切记这里给的大小，是10 * int（4个字节）
int i = 0;
if (arr == NULL)
{
perror("malloc"); //有可能，malloc开辟空间失败，则malloc会返回NULL
return 1;
}
for (i = 0; i < 10; i++)
*(arr + i) = i; //放入数据 0 …… 9
for (i = 0; i < 10; i++)
printf("%d ",*(arr + i));
//记得释放所开辟的空间
free(arr);
return 0;
}
二、calloc
void* calloc (size_t num， size_t** size );
返回类型：与malloc函数是一样的，就不在多说了。
函数参数：size_t num, 需要开辟多少个元素的空间。
size_ size, 每一个元素，所占用的内存空间是多少个字节。
注：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。
栗子：
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
int main()
{
//还是申请10个int类型的内存空间
int* arr = (int*)calloc(10, sizeof(int));
if (arr == NULL)
{
perror("calloc"); //calloc开辟空间的话，会返回NULL
return 1;
}
//不做赋值运算，直接输出刚开辟的空间，看是否是已经初始化为0了
int i = 0;
for (i = 0; i < 10; i++)
printf("%d ",*(arr + i));
//记得释放空间
free(arr);
return 0;
}
三、realloc
void* **realloc(*void memblock， size_t size);
作用： Reallocate memory blocks.（重新分配内存块）
- memblock是需要调整的内存地址
- 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
假设我还想为“红色框内的内存空间，扩大一倍，并且在这块空间的后面，是有足够的空间。所有realloc函数会在这紧挨这红色框后面直接开辟空间。并且返回的还是红色框的首元素地址。
情况2： 原有空间之后没有足够大的空间
此时，如果我还想为红色框的内存空间进行扩大，此时红色框后面紧挨着的空间已经被其他程序所占用了，此时想开辟空间的话，只能将现在这块空间先释放掉（realloc会自动释放），再去其他大一点的地方进行开辟空间。
如图：
注：realloc函数，有一个很值得注意的地方，看如下代码：
int main()
{
int* arr = (int*)malloc(5 * sizeof(int)); //先开辟5个int类型的空间
if (arr == NULL)
return 1;
//此时，我觉得malloc开辟的空间小了，我想增加
arr = (int*) realloc(arr, 10);
free(arr);
return 0;
}
大家觉得，这段代码，有什么弊端？
分析：
在第8行，realloc函数，去调整arr的空间。他是先查看arr后面的内存空间是否够用，如果不够用的话，会去寻找其他大一点的地方去开辟空间。假设此时我的内存已经满了，此时realloc返回的是NULL。
也就是说，我本来想增容，结果没增成功，还把以前空间里的数据弄丢了。
所以在使用realloc函数时，先使用一个临时变量进行保存一下，如果返回不是NULL，我们在把返回的内存地址赋值给arr即可。
如下：
int main()
{
int* arr = (int*)malloc(5 * sizeof(int)); //先开辟5个int类型的空间
if (arr == NULL)
return 1;
//此时，我觉得malloc开辟的空间小了，我想增加
int* tmp = NULL;
tmp = (int*) realloc(arr, 10);
if (tmp != NULL)
arr = tmp;
free(arr);
return 0;
}
四、常见的动态内存的错误
- 对NULL进行解引用操作
int main()
{
int* arr = (int*)malloc(10 * sizeof(int));
*arr = 10; //没有对arr进行NULL的判断
free(arr);
return 0;
}
- 对非动态内存分配的空间进行free释放
int main()
{
int a = 10;
int* pa = &a;
free(pa); //pa指针，并不是malloc等函数开辟的空间，不能使用free释放，系统会自动回收的
return 0;
}
- 使用free函数释放一块动态分配空间的一部分
int main()
{
int* arr = (int*)malloc(10 * sizeof(int));
if (arr == NULL)
return 1;
arr++; //此时，arr向后跳了4个字节
free(arr); //现在再去释放空间，最前面的4个字节的空间就没有释放到，会报错
return 0;
}
- 对同一块内存空间进行多次释放
int main()
{
int* arr = (int*)malloc(10 * sizeof(int));
if (arr == NULL)
return 1;
free(arr);
free(arr); //重复释放了
return 0;
}
- 动态开辟的空间忘记释放（内存泄漏）
int main()
{
int* arr = (int*)malloc(10 * sizeof(int));
if (arr == NULL)
return 1;
//没有释放空间，会造成内存泄漏
//造成内存泄漏，有很多原因，例如，在调用其他函数时，想传回到本函数，指针没用正确，导致开辟的空间没有传回来等等
return 0;
}
注： 动态开辟的内存空间，切记 一定要释放。不然后果很严重的！！！
本期更新就完啦！！！我们下期见啦
main()
{
int* arr = (int*)malloc(10 * sizeof(int));
if (arr == NULL)
return 1;}
//没有释放空间，会造成内存泄漏
//造成内存泄漏，有很多原因，例如，在调用其他函数时，想传回到本函数，指针没用正确，导致开辟的空间没有传回来等等
return 0;
注： 动态开辟的内存空间，切记 一定要释放。不然后果很严重的！！！
本期更新就完啦！！！我们下期见啦
到此这篇关于C语言中关于动态内存分配的详解的文章就介绍到这了,更多相关C语言 动态内存分配内容请搜索编程网以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持编程网！
