在C语言中管理堆
内存管理是非常重要的。在谷歌浏览器中，70%的安全漏洞是内存问题。修复内存管理会使程序更加可靠和安全。对此，有两种可能的解决方案。你可以使用一种具有更好或更容易的内存管理的语言，或者只是学习如何正确使用内存。我们今天将讨论后者。
堆栈
有两个可以放置内存的地方：堆栈和堆。
在大多数静态类型的编程语言中，堆栈是原始变量的默认位置。堆栈位于内存的前端。它不仅包含变量，而且还包含函数参数和返回地址。将一个变量分配给堆栈很容易。只要创建一个变量。
int stack_num = 5; // this variable is stored in the stack
使用堆栈的好处是，它的速度相对较快。不像cpu寄存器那么快，但仍然很快。使用它只需要CPU的几个周期。但在有些时候，它还是没有用的......
堆（The Heap
什么是 "堆"？
堆在内存的后面，它由操作系统管理。使用这一点是比较麻烦的。你需要使用malloc 函数来告诉操作系统你需要多少内存。
// malloc returns a pointer to the memory address that the OS has allocated to your program
int* heap_num = malloc(sizeof(int)); // use sizeof() to determine the size of a value
*heap_num = 5;
不过现在我们有一个问题。通常情况下，一个变量在它所声明的函数结束时退出范围。但是，除非我们告诉它，否则操作系统永远不会放开这些内存。这台电脑上还有其他程序需要运行，如果我们把这些内存都占为己有，那就太自私了。我们需要使用free 功能来释放这些内存。
free(heap_num);
有些程序忘记这样做，这就造成了所谓的 "内存泄漏"。操作系统仍然认为你需要这些内存，直到程序结束时才将其清除。
如果你现在试图访问heap_num ，你会得到可怕的 "分段故障"。你正试图访问不属于你的内存。发生这种情况有非常好的安全理由。
堆的速度比堆栈慢得多。计算机需要跟踪哪些进程被允许使用哪些内存点。访问内存并不像分配那样是个大问题。malloc 函数必须在内存中找到一个空位，将该空间标记为已使用，然后告诉你的程序它在哪里。
为什么要使用堆？
堆使你能够控制内存被释放的时间。考虑一下下面这个函数。
int* mut_num(int value) {
int number = value;
return &number;
}
你可能期望它能给你一个指向你所输入的任何值的指针，但它并没有。如果你很幸运，它可能真的给你你要找的东西。但更有可能的是，你只是得到一个随机的数字。为什么呢？因为number ，在函数结束时被删除。你不能在这个函数之外使用它，因为一旦这个函数结束，它就不再存在了。相反，你需要把它改写成下面的样子。
int* mut_num(int value) {
int* number = malloc(sizeof(int));
*number = 5;
return number;
}
这样一来，当你离开这个函数时，这个值仍然存在。如果这看起来是一个矫揉造作的例子，你是对的。一个更好的例子是，如果你需要在函数之间传递一个可变结构。
struct Account {
int id;
char* name;
int amount;
};
struct Account* new_account(char* name) {
static int current_id = 0;
current_id ++;
struct Account* account = malloc(sizeof(Account));
account -> name = name;
account -> id = current_id;
account -> amount = 0;
return account;
}
这样，你就可以修改账户，并在函数之间传递它。在Java中，所有的对象都存储在堆中，就是这个原因。这使得对一个对象有多个引用变得更容易。
其他问题
当然，在使用堆时还会出现其他问题。这里有几个问题。
解除引用空值
一些函数没有返回指针，而是返回NULL 。这表明有什么地方出了问题。通常情况下，这将导致一个分段故障。这是因为NULL 并不是一个你有权限使用的真实地址。
使用未初始化的内存
这并不是严格意义上的堆问题，但假设你试图这样做。
int* pointer = malloc(sizeof(int));
printf("%d", *pointer); // undefined behavior, most likely a random number
你从来没有初始化过pointer 的值。这个值将是之前刚好在那里的任何东西。这几乎是完全随机的。
双重自由
你不希望尝试释放已经释放的东西。在某些情况下，它实际上会引起内存管理器的问题，并导致未来的malloc或freees失败。
free(pointer);
free(pointer); // undefined behavior
总结
现在你知道了许多关于内存管理的问题。你应该能够防止这些错误在你自己的C代码中出现了。
