C语言动态内存管理

hello hello，本篇文章将讲解关于C语言动态内存管理的知识，动态内存管理是一个很重要的知识点，希望这篇文章能让各位uu们对知识的认识和理解更深一步。

目录

为什么有动态内存分配

动态内存分配函数

1.malloc

2.free

3.calloc

4.realloc

常见的动态内存错误

柔性数组

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一、什么有动态内存分配

        在我们编程的时候，往往会涉及到开辟空间的问题，像定义数组时我们会设定数组的大小，也就是我们向内存空间申请的空间，但是这块空间的大小是固定死的，如果存入数据不多就会造成空间浪费，数据过多会放不下，这里就会有uu说，那我在知道到底要多大空间之后再定义数组就好啦，但是在变成解决问题时，这些信息不一定是能准确地知道的，而且在编程过程中，所需的内存空间可能是会发生变化的，所以这个时候，动态内存分配的作用就凸现出来了。

        使用动态内存分配可以随时向内存申请所需要的大小，可以按需控制空间大小，灵活性更高，空间利用率实现最大化（现阶段）。

二、动态内存分配函数

使用动态分配函数向内存申请的空间是位于堆区的

我们常用的内存区域的分块如下图所示

        1. malloc  

函数原型：void *malloc( size_t size );

函数功能：向内存的堆区申请指定字节大小的空间

• size表示要开辟空间的字节数
• void* 表示返回类型为空指针
• 如果申请空间成功，将会返回指向这块空间的首地址，如果申请空间失败，将会返回NULL（空指针进行解引用是非法的，我们在使用的时候会对返回值进行强制转换）
• 基于上述，我们在 *** 作返回的指针时需要先判断其是否为空
• size=0这种情况是标准未定义的，结果取决于编译器

        2. free

函数原型：void free( void *memblock );

函数功能：将动态开辟的内存释放，还给 *** 作系统

• membolck表示使用动态开辟函数申请的空间的地址指针
• void表示free函数没有返回值
• free一般都是与动态开辟函数malloc、calloc、realloc配套使用
• 要释放动态开辟的空间，那就一定得得到这块空间的首地址，所以使用函数开辟空间得到得指针不能随意改动
• free之后，这块空间还给了 *** 作系统，但是指针指向的地址没有发生改变，也就是说，此时原来指针成为了野指针，需要将其置空
• 如果动态开辟的内存不使用free进行释放，会有内存泄漏的风险
• 如果传入的指针为NULL，那么free啥都不干，如果不是指向动态内存的指针，这种行为是标准未定义的

        3. calloc

函数原型：void *calloc( size_t num, size_t size );

函数功能：向内存的堆区申请指定字节大小的空间，并将该块空间初始化为0

• num表示一个数据的个数
• size表示一个数据类型所占字节大小
• void*表示函数返回类型为空指针（注意事项同malloc）
• calloc的功能约等于malloc加上memset
• 与malloc的相同点：都是用来开辟动态内存空间的
• 区别：两个函数的参数不同
• 本质上的区别不大，看个人需求选择使用

        4. realloc

函数原型：void *realloc( void *memblock, size_t size );

函数功能：调整所开辟空间的大小

• memblock表示需要调整的空间的起始地址
• size表示调整后整个空间所占字节数
• void*表示函数返回值是空指针（注意事项与malloc相同）
• realloc扩容存在两种情况：如果要扩大空间后面的空间满足需要，可以直接在原地进行扩容，那么就直接返回原来的起始地址
• 如果要扩大空间后面的空间不能满足需要，那么realloc会在内存的堆区寻找一块足够大的空间开辟，并且将原来内存空间的内容拷贝过来，释放掉原来的空间，并返回当前空间的首地址
• 将空间缩小就不存在你上述情况了

三、常见的动态内存错误

        1. 对NULL的解引用 *** 作；（在使用函数进行内存开辟后要进行判空之后再使用）

        2. 对动态开辟空间的越界访问；（对空间进行访问时，自己要想明白内存的边界）

        3. 对非动态开辟的空间使用free释放空间；

        4. 使用free释放一部分动态开辟的空间；（使用函数开辟空间得到的指针不能随意改动）

        5. 对同一块动态空间进行多次释放；

        6. 忘记释放动态开辟的内存空间。

切记，动态开辟的内存空间一定要释放，且正确地释放

四、柔性数组

C99标准引入了柔性数组的概念，什么是柔性数组呢？

结构体变量最后一个成员是一个未指定大小的数组，这个数组就是柔性数组

struct S1
{
    int i;
    int arr[];//这就是柔性数组
};

柔性数组的特点：

• 在计算含有柔性数组的结构体大小的时候，不计算柔性数组的大小
• 柔性数组前面至少有一个其他成员变量
• 要使用malloc进行动态内存分配，且申请的空间大小要大于结构体的大小，后面剩余的空间就全部是柔性数组的了
• 如果空间不够用，可以使用realloc扩容
• 只能放在结构体的最后才叫柔性数组

以上就是动态内存的全部分享了，欢迎各位uu指正~