前言

本期分為三篇介紹動態(tài)內(nèi)存管理相關(guān)內(nèi)容，關(guān)注博主了解更多
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本期介紹動態(tài)內(nèi)存函數(shù)，函數(shù)如何使用、函數(shù)格式、在使用在所需要的注意點及C/C++程序的內(nèi)存開辟區(qū)域

系列文章

第一篇：C語言 — 動態(tài)內(nèi)存管理（動態(tài)內(nèi)存函數(shù)）
第二篇：C語言 — 常見的動態(tài)內(nèi)存錯誤
第三篇：C語言 — 柔性數(shù)組

一、動態(tài)內(nèi)存分配是什么

動態(tài)內(nèi)存分配是指在程序運行期間由程序自己向操作系統(tǒng)請求分配一定大小的內(nèi)存空間，以存儲程序運行時所需的數(shù)據(jù)。 由于動態(tài)分配的內(nèi)存空間在程序運行期間是可變的，所以它比靜態(tài)分配更加靈活。

動態(tài)內(nèi)存分配帶來的好處是可以根據(jù)實際需要動態(tài)調(diào)整內(nèi)存大小，從而避免浪費內(nèi)存。 但是，如果程序員不小心管理動態(tài)分配的內(nèi)存，就可能會導(dǎo)致內(nèi)存泄漏或者內(nèi)存溢出等問題，嚴(yán)重影響程序的性能和穩(wěn)定性。因此，使用動態(tài)內(nèi)存分配時需要注意內(nèi)存的釋放和管理。

常見的動態(tài)內(nèi)存分配函數(shù)有 malloc、calloc、realloc 等。其中 malloc 分配指定大小的內(nèi)存塊，calloc 分配并初始化一定數(shù)量的內(nèi)存塊，realloc 可以重新調(diào)整已分配的內(nèi)存塊的大小。

二、為什么存在動態(tài)內(nèi)存分配

我們已經(jīng)掌握的內(nèi)存開辟方式有：

int val = 20;//在棧空間上開辟四個字節(jié)
char arr[10] = {0};//在?？臻g上開辟10個字節(jié)的連續(xù)空間

但是上述的開辟空間的方式有兩個特點：

1. 空間開辟大小是固定的。
2. 數(shù)組在申明的時候，必須指定數(shù)組的長度，它所需要的內(nèi)存在編譯時分配。

但是對于空間的需求，不僅僅是上述的情況。
有時候我們需要的空間大小在程序運行的時候才能知道，
那數(shù)組的編譯時開辟空間的方式就不能滿足了。
這時候就只能試試動態(tài)存開辟了。

三、動態(tài)內(nèi)存函數(shù)的介紹

1. malloc

malloc函數(shù)在C語言中用于在程序運行時向內(nèi)存申請一塊指定大小的內(nèi)存空間。

函數(shù)格式：

void* malloc (size_t size);

其中，size_t是一個無符號整數(shù)類型，用于表示申請內(nèi)存的字節(jié)數(shù)。malloc函數(shù)返回一個void指針，指向分配的內(nèi)存空間的起始地址。如果分配失敗，malloc函數(shù)返回空指針NULL。

函數(shù)特點：

• 如果開辟成功，則返回一個指向開辟好空間的指針。
• 如果開辟失敗，則返回一個NULL指針，因此malloc的返回值一定要做檢查。
• 返回值的類型是 void* ，所以malloc函數(shù)并不知道開辟空間的類型，具體在使用的時候使用者自己來決定。
• 如果參數(shù) size 為0，malloc的行為是標(biāo)準(zhǔn)是未定義的，取決于編譯器。

使用malloc函數(shù)申請內(nèi)存時，需要注意以下幾點：

舉例演示：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int main() {
    int *p;
    p = (int*)malloc(10*sizeof(int)); //申請10個int類型數(shù)據(jù)的內(nèi)存空間
    if (p == NULL) { //判斷申請是否成功
        printf("Memory allocation failed.");
        exit(1);
    }
    for (int i = 0; i < 10; i++) { //手動初始化數(shù)據(jù)
        *(p+i) = i;
    }
    for (int i = 0; i < 10; i++) { //輸出數(shù)據(jù)
        printf("%d\t", *(p+i));
    }
    free(p); //釋放內(nèi)存空間
    p=NULL;  //將指針置為空
    return 0;
}
 

2. free

free 函數(shù)是 C 語言中用來釋放動態(tài)分配的內(nèi)存的函數(shù)

函數(shù)格式：

void free (void* ptr);

其中，ptr 是之前調(diào)用 malloc、calloc 或 realloc函數(shù)返回的指針。調(diào)用 free 函數(shù)后，指針?biāo)赶虻膬?nèi)存將會被操作系統(tǒng)回收，可以再次被分配給其他程序使用。
函數(shù)特點：

• 如果參數(shù) ptr 指向的空間不是動態(tài)開辟的，那free函數(shù)的行為是未定義的。
• 如果參數(shù) ptr 是NULL指針，則函數(shù)什么事都不做。

使用 free 函數(shù)的時候需要注意以下幾點：

3. calloc

calloc函數(shù)是C語言中的一個內(nèi)存分配函數(shù)，用于在內(nèi)存中分配指定大小的連續(xù)空間，并將其中的每個字節(jié)都初始化為0。
函數(shù)格式：

void* calloc (size_t num, size_t size);

其中，num表示要分配的元素數(shù)量，size表示每個元素的大小。函數(shù)返回一個指向新分配內(nèi)存的指針，如果分配失敗則返回NULL。
函數(shù)特點：

• 與函數(shù) malloc 的區(qū)別只在于 calloc 會在返回地址之前把申請的空間的每個字節(jié)初始化為全0。
• 與malloc函數(shù)不同，calloc函數(shù)在分配內(nèi)存時會自動清空分配的內(nèi)存空間，所以一般用于需要初始化內(nèi)存的情況。但它的缺點是比malloc函數(shù)慢，因為它需要在分配內(nèi)存時進(jìn)行清空操作。

使用calloc函數(shù)申請內(nèi)存時，需要注意以下幾點：

舉例演示：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main()
{
	int* p = (int*)calloc(10, sizeof(int));
	if (NULL != p)
	{
		//使用空間
	}
	free(p);
	p = NULL;
	return 0;
}

如何對申請的內(nèi)存空間的內(nèi)容要求初始化，那么可以很方便的使用calloc函數(shù)來完成任務(wù)

4. realloc

realloc函數(shù)是C語言中的一個庫函數(shù)，用于重新分配動態(tài)分配的內(nèi)存空間。
1.用于調(diào)整現(xiàn)有的內(nèi)存塊大小、
2.分配新的內(nèi)存塊
3.用于釋放現(xiàn)有的內(nèi)存塊，當(dāng)傳遞給它一個空指針時。

函數(shù)格式：

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

ptr表示指向已經(jīng)動態(tài)分配的內(nèi)存塊的指針。
size表示需要重新分配的內(nèi)存塊的新尺寸。
返回值：如果分配失敗，則返回NULL指針；否則返回一個新的指針，指向重新分配后的內(nèi)存塊。

函數(shù)特點：

使用realloc函數(shù)申請內(nèi)存時，需要注意以下幾點：

realloc在調(diào)整內(nèi)存空間的是存在兩種情況：

• 情況1：原有空間之后有足夠大的空間
• 情況2：原有空間之后沒有足夠大的空間
  

情況1:
當(dāng)是情況1 的時候，要擴(kuò)展內(nèi)存就直接原有內(nèi)存之后直接追加空間，原來空間的數(shù)據(jù)不發(fā)生變化。

情況2:
當(dāng)是情況2 的時候，原有空間之后沒有足夠多的空間時，
擴(kuò)展的方法是：在堆空間上另找一個合適大小的連續(xù)空間來使用。這樣函數(shù)返回的是一個新的內(nèi)存地址。
由于上述的兩種情況，realloc函數(shù)的使用就要注意一些。

四、C/C++程序的內(nèi)存開辟

1. 內(nèi)存分配區(qū)域

C/C++程序內(nèi)存分配的幾個區(qū)域：

總結(jié)

本期博客的重要點概況：
malloc函數(shù)：用于動態(tài)內(nèi)存的開辟
calloc函數(shù)：也是用于動態(tài)內(nèi)存開辟，區(qū)別于malloc，calloc函數(shù)會將每一個字節(jié)初始化為0
realloc函數(shù)：用于擴(kuò)展內(nèi)存空間，需要注意增加內(nèi)存的返回，分為情況1和2
free函數(shù)：用于釋放動態(tài)內(nèi)存空間

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