为什么存在动态内存分配，动态内存函数（malloc函数，free函数，calloc函数，realloc函数）

1.当前我们知道的内存的使用方法

2.为什么存在动态内存分配

如上我们已学的开辟空间的方式有两个特点：
(1) 空间开辟的大小是固定的
(2) 必须指定数组的长度
所以就产生了空间开大了浪费开小了不够用的问题，所以使用动态内存分配

3.动态内存函数

3.1 malloc 和 free

(1) malloc函数

malloc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，返回一个指向开辟好空间的指针
• 如果开辟失败，返回一个NULL指针，因此malloc的返回值一定要做检查

(2) free函数

free函数用来释放动态开辟的内存
• 如果参数p指向的空间不是动态开辟的(eg:数组)，那free函数的行为是未定义的；
• 如果参数p是NULL指针，则函数什么事都不用做；

(3) 举例说明malloc函数和free函数如何使用

a. 开辟10个整形大小的空间，并将0-9放入

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include
#include
#include
int main()
{
     
	//向内存申请10个整形的空间
	int* p = (int*)malloc(10 * sizeof(int));
	//开辟空间失败，打印失败原因
	if (p == NULL)
	{
     
		//errno：Last error number
		printf("%s\n", strerror(errno));
	}
	//开辟空间成功，将0-9放入
	else
	{
     
		for (int i = 0; i < 10; i++)
		{
     
			*(p + i) = i;
		}
		for (int i = 0; i < 10; i++)
		{
     
			printf("%d ", *(p + i));
		}
	}
	//释放掉p指向的这段空间，但是指针p还是指向这段空间
	free(p);
	//防止野指针，需要将指针制空
	p = NULL;
	return 0;
}

b. 开辟空间失败，并打印开辟失败原因

• INT_MAX 整形最大–>可右键转到定义查看

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include
#include
#include
int main()
{
     
	//向内存申请10个整形的空间
	int* p = (int*)malloc(INT_MAX);
	//开辟空间失败，打印失败原因
	if (p == NULL)
	{
     
		//errno：Last error number
		printf("%s\n", strerror(errno));
	}
	//开辟空间成功，将0-9放入
	else
	{
     
		for (int i = 0; i < 10; i++)
		{
     
			*(p + i) = i;
		}
		for (int i = 0; i < 10; i++)
		{
     
			printf("%d ", *(p + i));
		}
	}
	//释放掉p指向的这段空间，但是指针p还是指向这段空间
	free(p);
	//防止野指针，需要将指针制空
	p = NULL;
	return 0;
}

3.2 calloc

(1) calloc函数

• calloc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
• calloc和malloc的区别在于calloc会在返回地址之前把申请的空间的每个字节初始化为0

(3) 举例说明calloc函数如何使用

a.开辟10个整形大小的空间并初始化为0

#include
#include
#include
int main()
{
     
	int* p = (int*)calloc(10, sizeof(int));
	if (p == NULL)
	{
     
		printf("%s\n", strerror(errno));
	}
	else
	{
     
		for (int i = 0; i < 10; i++)
		{
     
			printf("%d ", *(p + i));
		}
	}
	free(p);
	p = NULL;
	return 0;
}

3.3 realloc

(1) realloc函数

• p是要调整的内存地址
• size是调整之后的大小
• 返回值为调整之后的内存起始位置

(2)realloc在调整内存空间存在的两种情况：

• 情况1：原有空间之后有足够大的空间

如果p指向的空间之后有足够的内存空间可以追加，则直接追加，然后返回p

#include
#include
#include
int main()
{
     
	int* p = (int*)malloc(20);
	if (p == NULL)
	{
     
		printf("%s\n", strerror(errno));
	}
	else
	{
     
		for (int i = 0; i < 5; i++)
		{
     
			*(p + i) = i;
		}
	}
	//得用一个新的变量来接受realloc函数的返回值
	//防止开辟失败返回NULL给p找不到之前的空间
	int*ptr = (int*)realloc(p,40);
	if (ptr != NULL)
	{
     
		p = ptr;
		for (int i = 5; i < 10; i++)
		{
     
			*(p + i) = i;
		}
		for (int i = 0; i < 10; i++)
		{
     
			printf("%d ", *(p + i));
		}
	}
	free(p);
	p = NULL;
	return 0;
}

• 情况2：原有空间之后没有足够大的空间

如果p指向的空间之后没有足够大的内存空间可以追加，则realloc函数会重新找一块新的内存区域，开辟一块满足需求的空间，并把原来内存中的数据拷贝到新的空间，释放旧的内存空间，最后返回新开辟的内存空间地址

#include
#include
#include
int main()
{
     
	int* p = (int*)malloc(20);
	if (p == NULL)
	{
     
		printf("%s\n", strerror(errno));
	}
	else
	{
     
		for (int i = 0; i < 5; i++)
		{
     
			*(p + i) = i;
		}
	}
	//得用一个新的变量来接受realloc函数的返回值
	//防止开辟失败返回NULL给p找不到之前的空间
	int*ptr = (int*)realloc(p,4000);
	if (ptr != NULL)
	{
     
		p = ptr;
		for (int i = 5; i < 10; i++)
		{
     
			*(p + i) = i;
		}
		for (int i = 0; i < 10; i++)
		{
     
			printf("%d ", *(p + i));
		}
	}
	free(p);
	p = NULL;
	return 0;
}

注意：得用一个新的变量来接受realloc函数的返回值，防止开辟失败返回NULL给p找不到之前的空间