C语言——动态内存函数（malloc、calloc、realloc、free）

了解动态内存函数

• 前言：
• 一、malloc函数
• 二、calloc函数
• 三、realloc函数
• 四、free函数

  前言：

  在C语言中，动态内存函数是块重要的知识点。以往，我们开辟空间都是固定得，数组编译结束后就不能继续给它开辟空间了，开辟的空间满了，就不能在开辟空间了（就是不能在添加数据了）。学习本文章，我们就可以解决这个问题，向内存申请空间，满啦可以继续申请空间。

  一、malloc函数

  需要头文件——

  

  浏览器直接翻译：

  

  malloc函数（动态内存开辟的函数）：

  void* malloc(size_t size);
  

  功能：

  这个函数向内存申请一个连续可用的空间，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，具体在使用的时候由使用者自己决定。
  • 如果size为0，malloc的行为是标准还是未定义的，由编译器决定。
  • malloc申请的空间，当程序退出时，要还给操作系统，当程序不退出，动态申请的内存，不会主动释放，需要用free函数来释放。

    malloc申请的内存空间：

    malloc申请到空间后，直接返回这个空间的首地址，不会初始化空间的内容。

    举个例子：

    #include 
    #include 
    int main()
    {
    //变长数组的知识点（vs不能用，gcc可以用）
        //int num = 0;
        //scanf("%d", &num);
        //int arr[num] = { 0 };
        int* ptr = NULL;
        ptr = (int*)malloc(40);
        if (ptr == NULL)//判断ptr指针是否为空
        {
            perror("malloc");
            exit; 
        }
        else
        {
            int i = 0;
            for (i = 0; i  
    二、calloc函数
     
    需要头文件——
    浏览器直接翻译：
    calloc函数（动态内存分配函数）：
     
    void* calloc(size_t num, size_t size);
     
    功能：
     
    

    • 函数的功能是，为num个大小为size元素开辟一块空间，并且把空间的每一个字节初始化为0.
    • 与malloc函数的区别，只在于calloc函数会在返回地址之前把申请空间的每一个字节初始化为0.

      举个例子：

      #include 
      #include 
      int main()
      {
          int* p = (int*)calloc( 10,sizeof(int));
          if (p == NULL)//成立，开辟失败
          {
              perror("calloc");
              exit;
          }
          free(p);
          p = NULL;
          return 0;
      }
      

      p指向的地址：

      

      三、realloc函数

      需要头文件——

      

      浏览器直接翻译：

      

      realloc函数（动态内存管理更加灵活）：

      有时候我们发现过去申请的空间小了，有时候我们会觉得过去申请的空间过大，为了合理使用内存，我们一定要对内存的大小做灵活的调整。realloc函数可以做到对动态开辟内存大小进行调整。

      void* realloc(void* ptr, size_t size);
      

      功能：

      • ptr是要调整的内存地址。
      • size是调整后的新大小。
      • 返回值为调整之后的内存起始位置。
      • 这个函数在调整原空间大小的基础上，还会将原来的数据移到新的空间。

        注意：

        realloc调整内存空间有两种情况。

        • 情况1：原有空间之后有足够大的空间（原地扩容）。

          当是情况1的时候，要扩展内存就直接在原有内存之后直接追加空间，原来空间的数据不发生改变。

          

        • 情况2：原有空间后面没有足够大的空间（异地扩容）。

          当是情况2的时候，原有空间后面没有足够多的空间时，扩展的方法是：在堆空间上另外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。

          

          所以我们在使用realloc函数的时候一定要注意：

          1、开辟新的空间。

          2、 会将旧的空间数据拷贝到新的空间。

          3、释放旧的空间。

          4、返回新空间的起始地址。

          举个例子：

          #include 
          #include 
          int main()
          {
              int* ptr =(int*) malloc( 100 );
              if (ptr != NULL)
              {
          //可以使用这个空间
              }
              else
              {
                  perror("malloc");
                  exit;
              }
              //扩展空间
              int* p = (int*)realloc(ptr, 1000);//可能增容失败
              if (p != NULL)
              {
                  //增容成功
                  ptr = p;//p指向的空间交给ptr去维护
              }
              free(ptr);//把开辟早堆上的空间释放掉
              ptr = NULL;
              return 0;
          }
          

          四、free函数

          需要头文件——

          

          浏览器直接翻译：

          

          free函数（释放动态开辟的内存）：

          void* free(void* ptr);
          

          功能：

          • 如果参数ptr指向的那个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。