你是真的“C”——进行动态内存分配库函数的使用详解

   
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前言🙌

    哈喽各位友友们😊，我今天又学到了很多有趣的知识，现在迫不及待的想和大家分享一下！😘我仅已此文，和大家分享你是真的“C”——进行动态内存分配库函数的使用详解。都是精华内容，可不要错过哟！！！😍😍😍

一、为什么需要动态内存分配？💞

我们已经掌握了两种申请内存的方式

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

free 函数😘

C语言提供了一个函数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函数的作用，是用来释放动态开辟的内存。

free函数使用时需要注意以下两点：

• 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 库函数😘

C语言提供了一个动态内存开辟的函数：malloc库函数。
我们先来了解它的返回类型和形参类型：

• 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的行为是标准是未定义的，取决于编译器。

这里举一个例子：动态开辟十个整形大小的数组，
并为其赋值为1, 2, 3，4, 5，6, 7，8, 9，10。并将结果输出。

实现具体代码： 😊

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>int main()
{int* arr = (int*)malloc(sizeof(int) * 10);int i = 0;if (arr != NULL){for (i = 0; i < 10; i++){*(arr + i) = i + 1;}}for (i = 0; i < 10; i++){printf("%d ", arr[i]);}free(arr);arr = NULL;return 0;
}

程序结果输出: 😊

calloc 库函数😘

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：

• 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。

• 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。

通过代码，来感受一下calloc初始化的魅力 😊

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>int main()
{int* arr = (int*)calloc(10,sizeof(int));int i = 0;if (arr != NULL){for (i = 0; i < 10; i++){*(arr + i) = i + 1;}}for (i = 0; i < 10; i++){printf("%d ", arr[i]);}free(arr);arr = NULL;return 0;
}

程序结果输出: 😊

realloc 库函数😘

C语言中还有一种更加灵活申请动态内存空间的库函数 realloc。
realloc函数原型如下：

realloc 的优势：

1. realloc函数的出现让动态内存管理更加灵活。
2. 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。而realloc 函数就可以做到对动态开辟内存大小的调整。

realloc 使用的规则以及注意点：

1. ptr 是要调整的内存地址
2. size 调整之后新大小
3. 返回值为调整之后的内存起始位置。
4. 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。
5. realloc在调整内存空间的是存在两种情况：
6. 情况1：原有空间之后有足够大的空间
7. 情况2：原有空间之后没有足够大的空间

realloc 会寻找足够大的空间；

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

1. realloc 会寻找足够大的一段连续可用的空间；
2. 将原来的数据拷贝到新的内存空间中；
3. 将原来数组空间释放；
4. 返回新空间的起始地址。

用代码来感受这两种情况：
第一种情况（原地扩容）：

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>int main()
{int* arr = (int*)malloc(100 * sizeof(int));int* ptr = (int*)realloc(arr, 110 * sizeof(int));int i = 0;if (arr != NULL){//使用}free(arr);arr = NULL;return 0;
}

程序运行结果：

第二种情况（异地扩容）：

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>int main()
{int* arr = (int*)malloc(100 * sizeof(int));int* ptr = (int*)realloc(arr, 1000000000 * sizeof(int));int i = 0;if (arr != NULL){//使用}free(arr);arr = NULL;return 0;
}

总结撒花💞

   本篇文章旨在分享动态内存分配库函数的使用知识。希望大家通过阅读此文有所收获！😘如果我写的有什么不好之处，请在文章下方给出你宝贵的意见😊。如果觉得我写的好的话请点个赞赞和关注哦~😘😘😘