動態(tài)內(nèi)存管理

• 一.為什么要有動態(tài)內(nèi)存
• 二.malloc和free
• 二.calloc
• 三.realloc

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開辟空間的方式有很多種，像是我們經(jīng)常使用的整形，數(shù)組之類的都是直接在內(nèi)存里開辟空間。

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。對于動態(tài)內(nèi)存，我們只要掌握了下面四個函數(shù)，就能基本了解動態(tài)內(nèi)存了。

以下函數(shù)的空間開辟全部在堆區(qū)。

二.malloc和free

C語言提供了一個動態(tài)內(nèi)存開辟的函數(shù)：malloc。該函數(shù)的返回類型是void * ，該指針指向開辟空間的起始地址；需要的頭文件是stdlib.h；參數(shù)是需要開辟空間的字節(jié)。

ps:malloc只關(guān)心開辟空間所需要的字節(jié)數(shù)，不在乎你要存放的類型，所以它返回的是void。但在我們使用時，void類型對于我們是毫無意義的，所以我們需要將其轉(zhuǎn)化為我們需要的類型。

具體使用

malloc有沒有可能申請空間失敗呢？完全有可能。

這句話的意思是：如果申請成功則返回開辟空間的起始位置；如果申請失敗則返回空指針（NULL）。

所以在下面我們應(yīng)該判斷一下是否開辟成功，如果失敗那么程序應(yīng)當停止并且告訴我們失敗原因，（以下需要使用到strerror，如果不太熟悉可以看看這篇博客strerror如何使用）

如果需要開辟的空間太大就會造成開辟失敗，這里來演示一下。

如果判斷通過，則開辟了40個字節(jié)，那么接下來使用它們。（malloc開辟的是一塊連續(xù)的空間，所以我們可以通過數(shù)組的方式來使用）

上面的代碼看似一氣呵成，實際上還存在著隱患。malloc是在堆區(qū)上申請空間，那么我們在使用完這塊空間后也應(yīng)當主動歸還，如果不歸還就相當于浪費掉了這塊空間，最終會造成內(nèi)存泄漏。（小程序可能沒什么影響，但如果是大程序這樣重復(fù)的內(nèi)存浪費就會導(dǎo)致內(nèi)存被擠爆，同時內(nèi)存泄漏也是不安全的，會成為黑客攻擊的突破口）

注意與棧區(qū)區(qū)分開來，我們在自定義函數(shù)時也要開辟空間但從沒考慮過歸還。那是因為，函數(shù)在棧區(qū)上開辟的，程序一旦走出這個函數(shù)，該函數(shù)所占的棧幀就被自動銷毀了。但是堆區(qū)不會，它會一直存在到程序運行結(jié)束才會被回收。具體的棧區(qū)知識可以看看這篇博客函數(shù)棧幀

所以接下來使用到free函數(shù)。

簡單來說，free就是專門用來釋放動態(tài)空間的，也就是要與這篇博客所介紹的其他三個函數(shù)一起使用。另外free(NULL)毫無意義。

但此時還有問題，既然malloc這塊空間已經(jīng)被free掉了，但此時的p依然指向這塊空間的起始地址，如果后面寫代碼時不小心使用到了P，就可能造成非法訪問（因為該位置本來沒有空間，但卻要訪問），所以在此應(yīng)當將p改為空指針以避免非法訪問。

總結(jié)：
1.如果開辟成功，則返回一個指向開辟好空間的指針。
2.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。
3.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。
4.如果參數(shù) size 為0，malloc的行為是標準是未定義的，取決于編譯器。

二.calloc

calloc有兩個參數(shù)，一個是num：元素的個數(shù)；一個是size：每個元素的大小。

具體的使用

使用過程與malloc幾乎一模一樣，除了calloc是兩個參數(shù)以外。其實calloc和malloc還有一個區(qū)別，就是malloc開辟的空間不會進行初始化，但calloc開辟的空間會將其初始化為0。

區(qū)別

總結(jié)：calloc和malloc的作用和使用方法大致一樣，但如果需要對開辟的空間進行初始化的話，calloc更加方便。

三.realloc

realloc函數(shù)的出現(xiàn)讓動態(tài)內(nèi)存管理更加靈活。
有時會我們發(fā)現(xiàn)過去申請的空間太小了，有時候我們又會覺得申請的空間過大了，那為了合理的時候內(nèi)存，我們一定會對內(nèi)存的大小做靈活的調(diào)整。那 realloc 函數(shù)就可以做到對動態(tài)開辟內(nèi)存大小的調(diào)整。

realloc有兩個參數(shù)。第一個參數(shù)是指針指向曾經(jīng)malloc,calloc或者realloc開辟的空間。第二個是需要調(diào)整空間的大小。

總結(jié)：realloc是對原來空間的擴充，會自動尋找合適位置開辟空間，開辟成功返回新空間的地址；開辟失敗，返回NULL。

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