动态内存管理
1.为什么存在内存动态管理
int main()
{
int a = 10;//4个字节
int arr[10];//40个字节
return 0;
}
1.空间开辟大小是固定的
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
像创建变量和数组在内存中申请的空间是固定的，无法被更改
2.动态内存函数的介绍
1.malloc和free
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
（1）如果开辟成功，则返回一个指向开辟好空间的指针
（2）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
（3）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
（4）如果参数size为0，malloc的行为是标准未定义的，取决于编译器
动态内存开辟，单位是字节
申请失败，返回空指针
void* malloc(size_t size);
举个栗子：
#include<string.h>
#include<stdlib.h>
#include<errno.h>
int main()
{
int arr[10] = { 0 };
//动态内存开辟
int* p = (int*)malloc(40);
if (p == NULL)
{
printf("%s\n", strerror(errno));
return 1;
}
//使用
int i = 0;
for (i = 0;i < 10;i++)
{
*(p + i) = i;
}
for (i = 0;i < 10;i++)
{
printf("%d ", *(p + i));
}
return 0;
}
INT_MAX是一个最大整型开辟空间
开辟失败的栗子：
#include<string.h>
#include<stdlib.h>
#include<errno.h>
#include<malloc.h>
int main()
{
int arr[10] = { 0 };
//变长数组，并不意味着长度可变
int n=0;
scanf("%d",&n);
int arr2[n];
//并不是说可以改变数组的大小
//动态内存开辟
int* p = (int*)malloc(INT_MAX);
if (p == NULL)
{
printf("%s\n", strerror(errno));
return 1;
}
//使用
int i = 0;
for (i = 0;i < 10;i++)
{
*(p + i) = i;
}
for (i = 0;i < 10;i++)
{
printf("%d ", *(p + i));
}
return 0;
//没有free
//并不是说内存空间就不回收了
//当程序退出的时候，系统会自动回收内存空间的
free(p);
return 0;
}
在不同区域申请空间
free
void free (void* ptr);
用来释放动态开辟的内存
（1）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
例如：
int main()
{
int a = 0;
int* p = &a;
free(p);
p = NULL;
return 0;
}
（2）如果参数ptr是NULL指针，则函数什么事都不做
malloc和free都包含在stdlib.h中
2.calloc
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
只能初始化为0，不能更改
int main()
{
int* p = (int*)calloc(10, sizeof(int));
if (p == NULL)
{
printf("%s\n", strerror(errno));
return 1;
}
//打印
int i = 0;
for (i = 0;i < 10;i++)
{
printf("%d ", *(p + i));
}
//释放
free(p);
p = NULL;
return 0;
}
3.realloc
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。
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在调整内存空间存在两种情况
1.原有空间之后有足够大的空间
2.原有空间之后没有足够大的空间
此情况下realloc会直接向内存中申请新的地址，将原地址的数据拷贝到新的地址，原来的内存空间会被回收，不需要我们再手动释放
频繁使用malloc会创造出许多内存空间的碎片，导致内存空间的利用率下降，并且效率也低
内存池:
int main()
{
int* p = (int*)malloc(40);
if (NULL == p)
{
printf("%s\n", strerror(errno));
return 1;
}
//使用
//1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
int i = 0;
for (i = 0;i < 10;i++)
{
*(p + i) = i + 1;
}
//扩容
int* ptr=(int*)realloc(p,80);
if (ptr != NULL)
{
p = ptr;
}
//使用
for (i = 0;i < 10;i++)
{
printf("%d ", *(p + i));
}
free(p);
p = NULL;
return 0;
}
3.常见的动态内存错误
1.对NULL指针的解引用操作
int main()
{
int* p = (int*)malloc(40);
if (p == NULL)
{
return 1;
}
*p = 20;
free(p);
p = NULL;
return 0;
}
2.对动态开辟空间的越界访问
int main()
{
int* p = (int*)malloc(40);
if (p == NULL)
{
printf("%s\n", strerror(errno));
return 1;
}
//方式
int i = 0;
for (i = 0;i <= 10;i++)
{
p[i] = i;
}
free(p);
p = NULL;
return 0;
}
3.对非动态开辟内存使用free
int main()
{
int a = 10;
int* p = &a;
free(p);
p = NULL;
return 0;
}
4.使用free释放一块动态开辟空间
int main()
{
int* p = (int*)malloc(40);
if (p == NULL)
{
return 1;
}
//使用
int i = 0;
for (i = 0;i < 5;i++)
{
*p = i;
p++;
}
////释放
free(p);
p = NULL;
return 0;
}
p不再指向动态内存的起始位置
5.对同一块1动态内存多次释放
int main()
{
int* p = (int*)malloc(40);
//...
free(p);//p free完之后变成野指针，将p赋为空指针即可解决（p=NULL;）
//...
free(p);
return 0;
}
所以释放完一块空间记得对指针置空
6.动态开辟内存忘记释放（内存泄漏）
情况一：
void test()
{
int* p = (int*)malloc(100);
int flag = 0;
scanf("%d", &flag);
if (flag == 5)
return;
free(p);
p = NULL;
}
int main()
{
test();
//.....
return 0;
}
情况二：
int* test2()
{
//开辟空间
int* p = (int*)malloc(100);
if (p == NULL)
{
return p;
}
//.....
return p;
}
int main()
{
int* ret = test2();
//忘记释放了
return 0;
}
