Day 12 动态内存 3.28
为什么需要动态内存管理
因为当我们创建类型时，int类型固定是四个字节，char arr[10]固定是十个字节。但是我们对与空间的需要是在程序运行的时候不断发生变化的，所以这个时候数组的开辟空间就很可能不能满足。这个时候就需要动态内存开辟。
栈区：局部变量，函数的形参。
堆区：malloc/free，calloc，realloc，动态内存分配。
静态区：全局变量，静态变量。
动态内存函数
malloc和free
malloc用于开辟内存块，返回的是一个void*的指针，指向开辟空间的起始地址。当开辟空间不足而申请失败时返回一个NULL(空指针)。
#include
//#include 两者都可以
void *malloc(size_t size); int main()
{
//int arr1[10];//40个字节
//char arr2[40];//40个字节
//申请空间
int* ptr = (int*)malloc(40); //空间过大，括号内为INT_MAX时会开辟失败。
int* p = ptr; //保存起始位置地址。
if (p == NULL)
{
perror("malloc");
return 1;
}
int i = 0;
for (i = 0; i < 10; i++)
{
*p = i;
p++;
}
//释放空间，指向起始位置的ptr。
free(ptr); //此时空间不属于ptr，但是ptr任然存放该空间首地址，所以为野指针。
ptr = NULL; //这样就让ptr没有任何有效空间。
/*if (ptr != NULL)
{
*ptr = 100;
}*/
//*ptr = 100;//err
return 0;
}
void free (void* ptr);
//free同样也包含在头文件中。
//ptr指向的空间需要为动态开辟的，不是的话那么就会报错（free函数未定义）。
//ptr如果是NULL指针，那么函数声明也没不干。 free要求：
当我们不释放动态申请的内存的时候，当程序结束，动态申请的内存有操作系统自动回收，如果程序不结束，就会造成内存泄漏。因为动态内存不会自动回收。
calloc
void *calloc(size_t num, size_t size);
//num是元素的个数，size是元素的长度。
//例如：
int* p =(int *)calloc(10,sizeof(int));
//calloc申请的空间会被初始化成0。
与malloc不同的是calloc不仅申请了空间，还把空间初始化成了0。
realloc
用于内存的调整。
void *realloc(void *memblock,size_t size);
//memblock是扩容空间的起始地址，size是扩充空间的大小，单位为字节。
//头文件同前三个函数。realloc函数会遇到两种情况，
成功：
当起始地址往后的内存足够的时候，便追加空间，追加空间和原本空间和为size。然后返回起始地址。
当起始地址往后内存不够的时候，会寻找一块长度足够的内存空间，把原数据拷贝过来，然后返回新内存空间的首地址。把原内存不够的数据的空间free掉。
失败：
返回一个空指针。因此需要ptr来接收。
注意的错误事项
int main()
{
int*p = (int*)malloc(40);
if (p == NULL)
{
perror("malloc");
return 1;
}
//使用
int i = 0;
for (i = 0; i < 10; i++)
{
*(p + i) = i;//0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
}
//空间不够，希望能放20个元素，考虑扩容
int*ptr = (int*)realloc(p, 80);
if (ptr != NULL)
{
p = ptr;
}
//扩容成功了，开始使用
//不再使用，就释放
free(p);
p = NULL;
return 0;
}1.对NULL指针的解引用操作
解决办法：对malloc函数的返回值进行判断
int main()
{
int* p = (int*)malloc(1000);
int i = 0;
if (p == NULL)
{
//....
return 1;
}
//使用
for (i = 0; i < 250; i++)
{
*(p + i) = i;
}
free(p);
p = NULL;
return 0;
}2.对动态开辟空间的越界访问
对内存边界要检查
int main()
{
int* p = (int*)malloc(100);
int i = 0;
if (p == NULL)
{
//....
return 1;
}
//使用
//越界访问了
for (i = 0; i <= 25; i++)
{
*(p + i) = i;
}
return 0;
}
3.对非动态开辟内存使用free释放
int main()
{
int a = 10;
int* p = &a;
//.....
free(p);
p = NULL;
return 0;
}
//因为a不是动态开辟的空间，所以会报错。4.使用free释放一块动态开辟内存的一部分
int main()
{
int* p = (int*)malloc(100);
if (p == NULL)
{
return 1;
}
//使用
int i = 0;
for (i = 0; i < 10; i++)
{
*p = i;
p++; //不断++的时候释放时不再位于起始位置。
}
//释放空间
free(p);//err
p = NULL;
return 0;
}5.对同一块动态内存多次释放
int main()
{
int* p = malloc(100);
if (p == NULL)
return 1;
free(p);
//....
free(p);//err
p = NULL;
return 0;
}
6.动态开辟内存忘记释放（内存泄漏）
void test()
{
int* p = malloc(100);
//使用
}
int main()
{
test();
//.....
while (1)
{
;
}
return 0;
}