《C和指针》阅读笔记(10)---动态内存
本文继续对《C和指针》的第11章进行解读，这一章的内容非常简单，主要介绍了4个和动态内存分配相关的系统API，怎样用好这几个API进行动态内存分配及管理才是我们需要掌握的。废话少说，干就完了！
文章目录
- malloc
- free
- calloc
- realloc
malloc
void *malloc(size_t size);
malloc在heap上动态分配size大小的内存，如果分配成功，则返回一个指向这块内存的指针；如果失败，则返回NULL。
作为一个c语言的程序员，一个好的编码习惯是在malloc后，立即编写free的代码，以免后面忘记，最终是程序出现内存泄漏的问题。
free
void free(void *ptr);
即释放掉前面malloc(或者其他动态内存分配函数)分配的内存，ptr表示被释放内存的地址。
按照惯例，先来一个示例程序来展示这个两个接口的简单使用。demo1.c演示了一个16字节长度的动态内存的申请与释放。
#include 我们知道，数组的大小是在编译时就确定了，而动态内存的大小是在运行时确定的。下面这个示例就说明了这一点。
#include 我们来看看两次运行的结果：(第一次命令行参数指定动态内存的大小为8，第二次命令行参数指定动态内存的大小为16)
$ ./demo2 8
allocate dynamic memory successfully, size is 8
print all elements of array:
arr[0] = 0
arr[1] = 1
arr[2] = 2
arr[3] = 3
arr[4] = 4
arr[5] = 5
arr[6] = 6
arr[7] = 7
arr[8] = 8
arr[9] = 9
arr[10] = 10
arr[11] = 11
arr[12] = 12
arr[13] = 13
arr[14] = 14
arr[15] = 15
print all elements of dynamic memory:
mem[0] = 0
mem[1] = 1
mem[2] = 2
mem[3] = 3
mem[4] = 4
mem[5] = 5
mem[6] = 6
mem[7] = 7
free dynamic memory successfully
$ ./demo2 16
allocate dynamic memory successfully, size is 16
print all elements of array:
arr[0] = 0
arr[1] = 1
arr[2] = 2
arr[3] = 3
arr[4] = 4
arr[5] = 5
arr[6] = 6
arr[7] = 7
arr[8] = 8
arr[9] = 9
arr[10] = 10
arr[11] = 11
arr[12] = 12
arr[13] = 13
arr[14] = 14
arr[15] = 15
print all elements of dynamic memory:
mem[0] = 0
mem[1] = 1
mem[2] = 2
mem[3] = 3
mem[4] = 4
mem[5] = 5
mem[6] = 6
mem[7] = 7
mem[8] = 8
mem[9] = 9
mem[10] = 10
mem[11] = 11
mem[12] = 12
mem[13] = 13
mem[14] = 14
mem[15] = 15
free dynamic memory successfully
calloc
void *calloc(size_t nmemb, size_t size);
calloc和malloc的作用类似，也是分配动态内存，但有两点不同
- calloc的参数个数有两个，需要指定元素个数以及每个元素的大小；
- calloc会把分配的内存初始化为0，而malloc分配的内存是随机值；
demo3.c 演示了calloc的使用，以及calloc的会初始化内存为0的特性，同时也展示了malloc分配的内存是随机值。
#include 
绿色区域是第一次通过malloc申请了160个int大小的内存，并将这160个元素赋值(从0到159)，然后将其释放。
蓝色区域是再次通过malloc申请了16个int大小的内存，然后直接打印这块内存的值，发现这块内存的值是随机的，并没有被初始化。另外，p11的地址为p1上次申请的内存地址，也说明，p1释放后，p11申请内存时会复用之前的内存空间。
红色区域是通过calloc申请了16个int大小的内存，然后直接打印这块内存的值，发现这块内存的值都被初始化为0。
说明，打印中的内存的地址每次执行都不同。
这个例子说明了，对于malloc申请的内存，一种好的习惯是将这块内存进行初始化(使用memset)。
realloc
void *realloc(void *ptr, size_t size);
realloc可以扩大或缩小一块内存；若用于扩大，则原先内存的内容不变，新增的内存追加到原内存后，新内存是没有初始化的；若用于缩小，原内存尾部的冗余空间将被释放。如果原内存块的大小不能被改变，那么将会重新分配一块正确大小内存，并把原内存的内容拷贝到新的内存块上来，这种情况下就需要使用realloc返回的指针，原先的指针就不能再使用了，原内存会被自动释放。
如果ptr为NULL，realloc等价于malloc。
#include 
从demo4的打印信息可以看出，扩容后，原内存中的数据不变。
最后，再介绍一个动态内存压缩的示例
#include 
好了，动态内存分配就介绍这么多。
