C语言之动态内存管理（快点进来！！！）

用户11036582

发布于 2024-03-21 18:40:45

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给大家分享一句我很喜欢我话： 知不足而奋进，望远山而前行！！！ 铁铁们，成功的路上必然是孤独且艰难的，但是我们不可以放弃，远山就在前方，但我们能力仍然不足，所有我们更要奋进前行！！！今天我们更新了动态内存管理内容

前言：

对于数据的存储我们可以静态存储，也可以动态存储，两种方式都有自己特有的好处，这篇文章教我们如和进行动态的数据存储！！！！

一、为什么要有动态内存管理

在c语言中我们普通的内存开辟是直接在栈上进行开辟的：

int i = 20;//在栈空间上开辟四个字节
int arr[10]={0}; //在栈中连续开辟四十个字节

这样开辟的特点是：

（1）他所开辟的空间是固定的

（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

但对于空间的需求，我们有的时候并不知道，有可能空间开大了造成了浪费，也有可能空间开小了造成栈溢出，这样我们就需要一个动态的内存管理让我们需要多少内存的时候开辟多少。

二、动态内存介绍

2.1malloc和free

void* malloc (size_t size);

下面我们先以一串代码看一下如何使用malloc：

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>  //malloc 和free 都在stdlib.h的头文件里
int main()
{
    int arr[10] ={0}; //这是在栈中申请连续的四十个空间 是静态的
    int * arr1;
    int *ptr ;
    ptr =(int*)malloc (10*sizeof(int)); //申请一个动态内存空间为40字节
    if(ptr==NULL) //防止申请空间失败传入了空指针
    {
        perror("ptr");
    }
    arr1=ptr;
    free(arr1);  //结束后要进行一个空间的释放
    arr1=NULL;      //然后在指向空指针防止出现了野指针
    //这就是申请一个动态内存空间的套用过程
    
    return 0;
}

我们要注意，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。

free函数是用于做动态内存的释放和回收的

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。

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>  //malloc 和free 都在stdlib.h的头文件里
int main()
{
    int arr[10] ={0}; //这是在栈中申请连续的四十个空间 是静态的
    int * arr1;
    int *ptr ;
    ptr =(int*)malloc (10*sizeof(int)); //申请一个动态内存空间为40字节
    if(ptr==NULL) //防止申请空间失败传入了空指针
    {
        perror("ptr");
    }
    arr1=ptr;
    free(arr1);  //结束后要进行一个空间的释放
    arr1=NULL;      //然后在指向空指针防止出现了野指针
    //这就是申请一个动态内存空间的套用过程
    
    return 0;
}

2.2calloc

c语言同样的提供了一个函数calloc，也是用来动态内存的分配

void* calloc (size_t num, size_t size);

calloc函数的作用是将num个大小为size的元素开辟一块新的空间，并且把空间的每个字节初始化为0。

calloc与malloc的区别就在于在返回地址的时候会将每个字节都初始化为0.

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>  //malloc 和free 都在stdlib.h的头文件里
int main()
{
    int arr[10] ={0}; //这是在栈中申请连续的四十个空间 是静态的
    int * arr1;
    int *ptr ;
    ptr =(int*)calloc (10,sizeof(int)); //申请一个动态内存空间为40字节
    if(ptr==NULL) //防止申请空间失败传入了空指针
    {
        perror("ptr");
    }
    arr1=ptr;
    free(arr1);  //结束后要进行一个空间的释放
    arr1=NULL;      //然后在指向空指针防止出现了野指针
    //这就是申请一个动态内存空间的套用过程
    
    return 0;
}

如果这是后我们输出ptr中的元素，那么元素全部是0.

2.3realloc

realloc 使我们申请的的动态内存空间变得灵活，在申请动态内存空间的时候，有时候我们申请的过大，或者申请的过小的时候，我们可以通过realloc也对我们申请的空间进行一个合理的调整改变

ptr 是要调整的内存地址 size 调整之后新大小返回值为调整之后的内存起始位置。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。这有两种调节： 第一种是在你原来的内存上进行了一个改变（内存改变不大），就是在原有的内存空间进行加大空间。 第二种就是原有空间之后没有足够多的空间时，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。这样函数返回的是一个新的内存地址。

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>  //malloc 和free 都在stdlib.h的头文件里
int main()
{
    int arr[10] ={0}; //这是在栈中申请连续的四十个空间 是静态的
    int * arr1;
    int *ptr ;
    ptr =(int*)calloc (10,sizeof(int)); //申请一个动态内存空间为40字节
    if(ptr==NULL) //防止申请空间失败传入了空指针
    {
        perror("ptr");
    }
    arr1=ptr;
    arr1 =(int*)realloc (arr1,10000);  //改变原有的内存空间
    free(arr1);
    arr1=NULL;
    ptr=NULL; 
    return 0;
}