C语言动态内存管理

1.为什么要动态内存分配？

int val = 20;
int a[10]={0};

上面我们声明并定义了一个大小为4字节的整型变量，一个容量为10*4字节的整型数组。

开辟方式:我们在栈上开辟。

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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。

有的老铁会说，数组的话，怎么会不够？一开始指定数组长度就为100，甚至更大不就行了。确实，能想到这样，说明你的思维方式没问题，当你的父母让你煮饭，但是你的父母并没有告诉你具体煮多少时，最好的办法就是每个人再多加一碗。这就是扩大范围，减少容错率。但是，明明每个人一碗饭就够了，你多煮一碗就会浪费(不能这餐吃完)。

动态分配诞生！

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2. 动态内存函数

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);

2.2C 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

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。

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3.malloc和free

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
int main()
{int a[10] = {0};int* ptr = (int*)malloc( 10* sizeof(int));if (NULL != ptr)//判断ptr指针是否为空{int i = 0;for (i = 0; i < 10; i++){*(ptr + i) = i;printf("%3d",i);}}free(ptr);//释放ptr所指向的动态内存ptr = NULL;return 0;
}

malloc和free都声明在 stdlib.h 头文件中。 使用要包含头文件。上面我们让一个指针ptr指向了开辟了10个整型大小空间。并赋值。然后释放。

我们可以按F11开始调试，具体可以看看作者这篇文章。

最后运行完free,空间就会释放出来。

如果没有free函数，当程序结束后同样空间也会释放，但是，就像你借书一样，你又不看，别人想用又用不了，这样的事其实就很没意义了。好习惯是有借有还。我们在释放完空间后，应该把指针置空，防止要使用这个指针时这个指针还是指向这块分配的区域，导致出错。

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4.calloc函数

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。

void* calloc (size_t num, size_t size);

它与malloc功能一样。但是它在使用的时候会初始化数据为0。

(int*)calloc(10,sizeof(int))=（int*）malloc(10*sizeof(int))+初始化数据为0

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5.realloc函数

void* realloc (void* ptr, size_t size);

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。

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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

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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。