一、为什么存在动态内存分配
我们之前学的都是开辟固定大小的空间，但有时候需要空间的大小只有在程序运行时才能知道，那么就引入了动态内存开辟
内存分布所在：
二、动态内存函数的介绍
2.1malloc和free
动态内存开辟的函数
void * malloc（size_t size) （字节为单位）
头文件：<stdlib.h>
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
（1）开辟成功：返回指向开辟好空间的指针
（2）开辟失败：返回一个NULL指针，空指针是不能进行操作的（因此malloc的返回值一定要做检查）
（3）返回值的类型是 void*，具体使用时自己进行强制类型转换
（4）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
动态内存的释放和回收
void free（void * ptr）
头文件：<stdlib.h>
把这块空间还给操作系统，但是ptr指向的还是这块地址，也就是ptr变为了野指针（那么为了安全，free结束后都会使ptr=free）
（1）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
（2）如果参数 ptr 是NULL指针，则函数什么事都不做
malloc函数申请的空间，释放有两种情形：
（1）free主动释放
（2)程序退出（前提）后，malloc申请的空间被操作系统回收（被动释放）
#include<stdlib.h> #include<stdio.h> int main() { //申请一块空间，来存放10个整形 int* p = (int*)malloc(10 * sizeof(int)); if (p == NULL) { perror("malloc"); return 1;//异常返回 } //使用 for (int i = 0; i < 10; i++) { *(p + i) = i; } for (int i = 0; i < 10; i++) { printf("%d ", p[i]); } //释放 free(p); p = NULL; return 0; }
2.2calloc
也是用来动态开辟的(比malloc多一个参数num，而且会自动初始化为0）
void * calloc （size_t num , size_t size)
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
2.3realloc（re-alloc再开辟空间）
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
void * realloc (void * ptr ,size_t size)
(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
realloc空间再开辟也可能失败，失败就返回NULL，那么空间就变小了
（如果为NULL，没有ptr，realloc创建的地址直接赋给原地址p，p变为NULL，空间变小了，p连原来的空间都访问不了）
为了防止这样的情况出现：
int* ptr = (int*)realloc(p, 2000 * sizeof(int)); if (ptr != NULL) { p = ptr; }
（5)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
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大的空间
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。
<1>将旧的空间数据拷贝到新的空间（不能让数据丢了）
<2>释放掉旧的空间
<3>返回新的空间地址
（6）当realloc的第一个参数为NULL时，realloc等价于malloc
nt* p = (int*)realloc(NULL, 40);// ==malloc(40) if (p == NULL) { }
realloc代码演示：
#include<stdlib.h> #include<stdio.h> int main() { //申请一块空间，来存放10个整形 int* p = (int*)calloc(10 , sizeof(int)); if (p == NULL) { perror("calloc"); return 1; } //使用 for (int i = 0; i < 10; i++) { *(p + i) = i; } for (int i = 0; i < 10; i++) { printf("%d ", p[i]); } //空间不够，希望调整空间为20个整形空间 int* ptr = (int*)realloc(p, 20 * sizeof(int)); if (ptr != NULL) { p = ptr; } //释放 free(p); p = NULL; return 0; }
三、 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); }
需要加上：
if (p == NULL)
{
perror("malloc");
return 1;
}
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(NULL == p) { exit(EXIT_FAILURE); } for(i=0; i<=10; i++) { *(p+i) = i;//当i是10的时候越界访问 } free(p); }
3.3 对非动态开辟内存使用free释放
局部变量在堆区，动态释放的空间在栈区
void test() { int a = 10; int *p = &a; free(p);//ok? }
3.4 使用free释放一块动态开辟内存的一部分
为了不让p动，可以再定义一个指针变量等于p
void test() { int *p = (int *)malloc(100); p++; free(p);//p不再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
所以free开辟的空间以后一定要加上p=NULL
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(); while (1); }
忘记释放不再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
int* test() { int* p = (int*)malloc(40); //... if (3) return p; free(p); p = NULL; } int main() { int* ret = test(); while (1) { ; } free(ret);//在main函数中free ret = NULL; return 0; }
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