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动态内存管理学不懂，小代老师带你深入理解动态内存管理(上卷)
1为什么要有动态内存分配
我们已经掌握的内存开辟⽅式有：
代码语言：javascript代码运行次数：0运行复制int val = 20;//在栈空间上开辟四个字节
char arr[10] = {0};//在栈空间上开辟10个字节的连续空间但是上述的开辟空间的⽅式有两个特点： • 空间开辟⼤⼩是固定的。 • 数组在申明的时候，必须指定数组的⻓度，数组空间⼀旦确定了⼤⼩不能调整 但是对于空间的需求，不仅仅是上述的情况。有时候我们需要的空间⼤⼩在程序运⾏的时候才能知道，那数组的编译时开辟空间的⽅式就不能满⾜了。 C语⾔引⼊了动态内存开辟，让程序员⾃⼰可以申请和释放空间，就⽐较灵活了。
2malloc和free
2.1malloc
C语⾔提供了⼀个动态内存开辟的函数：
代码语言：javascript代码运行次数：0运行复制void * malloc(size_t size)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。 • 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。
2.2 free
C语⾔提供了另外⼀个函数free，专⻔是⽤来做动态内存的释放和回收的，函数原型如下：
代码语言：javascript代码运行次数：0运行复制void free(void *ptr)free函数⽤来释放动态开辟的内存。 • 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。 malloc和free都声明在 stdlib.h 头⽂件中。
代码语言：javascript代码运行次数：0运行复制#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
int main()
{
//申请十个整型空间
int*p=(int*)malloc(10 * sizeof(int));
if (p == NULL)
{ //开辟失败
perror("malloc");
return 1;
}
//可以使用40个字节
for (int i = 0; i < 10; i++)
{
*(p + i) = i;
printf("%d", *(p+i));
}
free(p);//释放
p = NULL;//释放后p还记得原来的地址很可怕的，把p赋值为NULL
return 0;
}3calloc和realloc
3.1calloc
C语⾔还提供了⼀个函数叫 calloc ， calloc 函数也⽤来动态内存分配。原型如下：
代码语言：javascript代码运行次数：0运行复制void*calloc(size_t num,size_t size)• 函数的功能是为 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。 • 与函数 malloc 的区别只在于 calloc 会在返回地址之前把申请的空间的每个字节初始化为全 0。
代码语言：javascript代码运行次数：0运行复制int main()
{
int a = 10;
int*p=(int*)calloc(10,sizeof(int));
if (p == NULL)
{ //开辟失败
perror("malloc");
return 1;
}
//可以使用40个字节
for (int i = 0; i < 10; i++)
{
printf("%d", *(p+i));
}
free(p);//释放
p = NULL;//释放后p还记得原来的地址很可怕的，把p赋值为NULL
return 0;
}所以如果我们对申请的内存空间的内容要求初始化，那么可以很⽅便的使⽤calloc函数来完成任务。 总结下：malloc和calloc功能都是申请空间，但是calloc会给值初始化为0；然后程序结束，系统也会自动收回空间，但是我们既然给了我们能够自由申请空间的权力，那我们最好也负责释放空间，这里建议malloc或者calloc和free成对使用
3.2realloc
• realloc函数的出现让动态内存管理更加灵活。 • 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，那为了合理的使 ⽤内存，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。 函数原型如下：
代码语言：javascript代码运行次数：0运行复制void* realloc(void *ptr,size_t size)• 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。 • 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 ◦ 情况2：原有空间之后没有⾜够⼤的空间
情况1 当是情况1 的时候，要扩展内存就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 当是情况2 的时候，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。 由于上述的两种情况，realloc函数的使⽤就要注意一些 先看下面代码`
代码语言：javascript代码运行次数：0运行复制#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main()
{
int* ptr = (int*)malloc(100);
if (ptr != NULL)
{
//业务处理
}
else
{
return 1;
}
//扩展容量
//代码1 - 直接将realloc的返回值放到ptr中
ptr = (int*)realloc(ptr, 1000);//这样可以吗？(如果申请失败会如何？)
free(ptr);
ptr=NULL
return 0;
}如果realloc申请成功我们把地址赋值给ptr没有什么问题，如果申请失败呢，realloc会返回一个NULL指针，申请失败就算了，我们又赋值给ptr我们连原来的空间都保不住，得不偿失 我们改进下代码：
代码语言：javascript代码运行次数：0运行复制#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main()
{
int* ptr = (int*)malloc(100);
if (ptr != NULL)
{
//业务处理
}
else
{
return 1;
}
//扩展容量
//代码1 - 直接将realloc的返回值放到ptr中
int * p = (int*)realloc(ptr, 1000);//这样可以吗？(如果申请失败会如何？)
if (p != NULL)
{
ptr = p;
}
//释放
free(p);
p = NULL;
return 0;
}我们把realloc的返回值返回个我们设置的指针，然后判断不为NULL再赋值给ptr。
4常见动态内存的错误
4.1对NULL指针的解引用操作
代码语言：javascript代码运行次数：0运行复制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);
}4.2 对动态开辟空间的越界访问
代码语言：javascript代码运行次数：0运行复制int main()
{
int* p=(int*)malloc(10 * sizeof(int));
if (p == NULL)
{
perror("mallco");
return 1;
}
for (int i = 1; i < 40; i++)
{
p[i] = i;//当i》9时候的时候已经越界访问了
}
free(p);
p = NULL;
return 0;
}4.3 对⾮动态开辟内存使⽤free释放
代码语言：javascript代码运行次数：0运行复制int main()
{
int a = 0;
int* p = &p;
free(p);//释放非动态区的内存
p = NULL;
return 0;
}4.4 使⽤free释放⼀块动态开辟内存的⼀部分
代码语言：javascript代码运行次数：0运行复制int main()
{
int*p= (int*)calloc(10, sizeof(int));
if (p == NULL)
{
perror("calloc");
return 1;
}
for (int i = 0; i < 10; i++)
{
*p = i;
p++;
}
free(p);
p = NULL;
return 0;
}4.5 对同⼀块动态内存多次释放
代码语言：javascript代码运行次数：0运行复制void test()
{
int *p = (int *)malloc(100);
free(p);
free(p);//重复释放
}4.6 动态开辟内存忘记释放（内存泄漏）
代码语言：javascript代码运行次数：0运行复制void test()
{
int flag = 1;
int* p = (int*)calloc(10, sizeof(int));
if (p == NULL)
{
perror("calloc");
return 1;
}
if (flag)
return 0;
free(p);
p = NULL;
}
int main()
{
test();
///........后面还有好多test
return 0;
}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。
本文参与 腾讯云自媒体同步曝光计划，分享自作者个人站点/博客。 原始发表：2024-06-08，如有侵权请联系 cloudcommunity@tencent 删除函数内存内存管理指针int本文标签： 动态内存管理学不懂，小代老师带你深入理解动态内存管理(上卷)
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