C语言基础（3）内存分配malloc与free

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1、申请内存的区域

栈区、堆区、全局区、字符常量区、代码区

定义的变量数组等都是在栈区申请，栈区的内存由系统申请和释放，在变量生命周期结束时释放，默认大小是1MB。

堆区由我们随时申请，也由我们随时释放。

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2、malloc函数

功能：从堆区申请指定大小的连续的一段空间。如int *p=（int *）malloc（4）申请了一个4字节的int型的空间，返回结果是该片内存的首地址，这里的（int *）是强制类型转换。申请的空间大小也可以是表达式或者sizeof（）*n等。

头文件是malloc.h和stdlib.h两个，32位系统最多申请4G，64位最大支持16TB。

三种情况：申请空间合理当该空间释放时可能会产生内存碎片（释放的内存无法满足新的程序所需的内存大小）；申请空间为0（malloc（0））会返回一个可用空间首地址，但是地址长度为0；申请空间过大时会发生溢出警告。

注意点：①注意边界

②一个指针指向了一块堆区空间，不能将该指针指向另外一个地址空间，否则会导致内存丢失或者内存泄漏，没法对之前指向的地址进行释放等操作。当一个新的指针指向原来的地址，那么原来的指针可以释放。

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3、size_t函数

size_t=unsigned int（32位编译环境是4字节int，64位是8位longint）

4、memset函数

memset函数是内存赋值，按照字节依次赋值，得包涵memory.h头文件。

int *p=malloc（40）；申请一个40字节的int型地址，也就是包含10个int型的参数。

memset（p，1，40）；使用memset进行赋值。

每个字节有8位，即每一个字节都被赋值为0000_0001，那么将4个字节拼为一个int型，这里的值显然不是1。

因此，memset函数只能用于将元素全部赋0。

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5、free函数

功能：释放申请的内存

写法：free（p)，无返回值，p是申请空间的首地址。

另外，如果指针指向的空间访问受限，那么称之为野指针，不能直接使用。free后的p就是野指针，之后可以将p=NULL或p=0可以解决，另外的没有初始化的指针也是野指针。

要点：①不能释放栈区空间；

②不能重复释放同一个空间；

③一定要释放头指针。

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6、malloc的空间在程序结束时，系统会自动释放malloc的内存，那为什么还要free（）？

在使用软件的过程中，程序没有停止那么malloc申请的空间就不会被释放，那么如果不手工释放的话，软件运行过程中会在很短时间内就内存溢出（总不能3分钟一关或者重启吧）。

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7、malloc申请数组空间

malloc返回申请的空间的首地址，可以用强制转换该地址的类型

int *p=（int *）malloc（sizeof(int)*5）；//在堆区申请4*5=20个字节的连续地址空间

p+1；//访问的是第五个字节的地址，也就是第二个int 型的元素的首地址

malloc申请的数组也被称为动态数组，可以在使用时动态申请不定长度的数组空间，而申请后的数组的长度是不可变得。

malloc申请的地址空间不能进行初始化，但是可以赋值，赋值可以使用循环语句或者memset赋值为0

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8、malloc与一维二维数组指针

一维数组：int (*p)[5]=(int (*)[5])malloc(sizeof(int)*5);     //小括号不能丢，丢了就是指针数组

int a[5];

int (*p1)[5]=&a;                                               //这里的p1和p等价

(*p1)[n]来访问数组元素。

二维数组：int(*p)[2][3]=(int (*)[2][3])malloc(sizeof(int)*2*3);

int(*p1)[2][3]=&a;                                     //同理这里的p1和p等价

(*p1)[i][j]来访问数组元素。