了解动态内存管理函数melloc、calloc、free、realloc，实现内存管理自由！

动态内存管理

笔记自取链接：动态内存管理笔记

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导言

众所周知~，内存的分配如下图所示：

我们已经不满足于

int a = 0;
int b[3] = 0;

这种变量占有固定的字节数，修改不了

我们比较熟悉的是静态区和栈区的变量类型，那么堆区里面有什么？

接下来让我们一起了解一下动态内存分配类型的函数

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一、mallco 开辟动态内存空间

需包含头文件：stdlib.h

返回值和参数

void* malloc (size_t size);

解读：在堆区上申请size大小的空间，返回堆区上这个空间的起始地址

如何使用：

int* p = (int *)malloc(4);//我们专门申请一块空间放整型

如果直接解引用

int* p = (int *)malloc(4);
*p = 1;//有风险

malloc开辟失败会返回一个空指针

我们需要判断是否申请内存成功

if(p == NULL)
{
     
    return -1;//分配失败
}
else
{
     
    *p = 3;//使用该空间   
}

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二、free 释放动态内存空间

需包含头文件：stdlib.h

我们用完mellco函数申请的空间时，这块空间不想要了

用free函数释放空间

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free函数的返回值和参数

void free (void* ptr);

解读：给free函数传一个指针（必须是动态空间的起始地址），指针所指向的空间释放掉，如果传NULL，什么都不执行

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！！！！！！！！！！！！！！！但是！！！！！！！！！！！！！！！！

我们运行的时候 p的地址如下

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当我们释放内存空间时

虽然空间释放掉了，p指针所指向的地址还是刚才的地方，p仍然可以访问，这样子就很危险，因为p现在是一个野指针

free(p);
p = NULL;

把它变成空指针，这样就安全了

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三、calloc 初始化+开辟动态内存空间

需包含头文件：stdlib.h

返回值和参数

void* calloc (size_t num, size_t size);

解读：在堆区上申请num个size大小的空间，返回堆区上这个空间的起始地址，并且把所有元素初始化成0

如何使用

int* p = (int*)calloc(10, 4);//40字节

其他功能和melloc类似

• 开辟失败返回NULL，成功返回空间的起始地址
• 使用的时候判断是否失败
• 使用结束的时候需要用free释放该内存空间

唯一区别就是melloc不会初始化

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四、realloc 调整动态内存空间大小

一段时间后，我们可能会觉得，之前申请的空间太小或者过大了，为了合理且灵活使用内存时，我们可以用realloc对动态内存空间进行大小的修改

返回值和参数

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

解读：

• ptr 是要调整的内存地址

• size是调整之后新大小

• 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**可能会将原来内存中的数据移动到新的空间**

  realloc在调整内存空间两种情况：

  1. 原有空间之后有足够大的空间：直接原有内存之后直接追加空间，原来空间的数据不发生变化

  

  2. 原有空间之后没有足够多的空间：在堆空间上新找一个大小合适的连续空间来存放，realloc函数返回的是一个新的内存地址

  

但在使用过程中需要注意

int* p = (int*)malloc(10);
//我想要20个字节
int* p = (int*)realloc(p, 20);
//这样子写真的可以吗

如果遇到调整动态空间错误，realloc会返回空指针，这样我们原本的空间也丢失了

我们需要一个临时变量接受指针

int* ptr = (int*)realloc(p, 20);

if(ptr != NULL)
{
     
    p = ptr;//调整成功
}
else
{
     
    return -1;
}

free(p);
p = NULL;

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小结

虽然动态内存空间使用很灵活，但我们还是需要注意以下常见的错误

• 对NULL（空）指针的解引用操作

  注意，在申请内存空间时，可能失败，导致返回空指针

• 对动态开辟空间的越界访问

  使用该空间时候，所申请超出空间的范围

• 对非动态开辟内存使用free释放

  free只能释放动态内存！！！

• 使用free释放一块动态开辟内存的一部分

  传递给free去释放的指针必须是所开辟动态空间的起始地址

  开辟动态空间的起始地址不能随便++或–等操作改变地址

  除非创建临时参数使用

• 对同一块动态内存多次释放

  free(p);
  free(p);
  

  错误，不能连续释放

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  正确写法：

  free(p);
  p = NULL;
  free(p);
  p = NULL;
  

• 动态开辟内存忘记释放（内存泄漏）

  内存释放两种方式：

  • free函数释放
  • 程序运行结束自动释放

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  如果一个程序（比如服务器）一直运行，而你不释放这块内存，内存空间就一直被占用，浪费

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