C语言学习笔记（二）：void指针和malloc函数

在讲void指针之前，我们先回忆一下指针：

int *p;
char *q;

这里定义了两个指针变量p和q，其中，p指向返回值类型为int的变量，q指向返回值为char的变量。

而void是一种无类型指针，它表示不知道指向什么类型的指针，所以void指针可以指向任意类型的数据。做运算时，void相当于char（只针对部分编译器而言），但是和char*并不相通。*

如下，当普通指针进行强制类型转换时可能会出现错误：

#include 

int main() {
	char i1[4] = {'a', 'b', 'c', 'd'};
	char *p1 = &i1;
	for (int i = 0; i < 4; i++)
		printf("%c\n", i1[i]);

	//让指向char数组的char指针为0
	*p1 = 0;
	for (int i = 0; i < 4; i++)
		printf("%d\n", i1[i]);//ASCII值为0的时候对应的字符是NULL，控制台什么都不会显示（或者说显示的是空字符），所以这里我们换成十进制输出

	//让指向char数组的int指针为0
	int *p2 = (int *)p1;
	*p2 = 0;
	for (int i = 0; i < 4; i++)
		printf("%d\n", i1[i]);

	return 0;
}

当我们把一个char指针强制转换成int指针后（不建议这样做，编译时会出现warning），它从指向一个字节变成了指向连续的四个字节，此时我们对这个int指针赋值，会导致连续的四个字节的变量都会被覆盖，从而导致值的丢失。

任何类型的指针都可以直接赋值给 void 指针，而它会无条件接受，且无需进行其他相关的强制类型转换，所以可以使用void指针作为函数参数，这样就不会造成精度丢失或者值意外被覆盖。不过要将 void 指针赋值给其他类型的指针，必须进行强制类型转换。

讲完了void*我们就可以更好地理解malloc函数。

如果我们需要一个变长的数组，可以定义一个int型的长度length，然后通过scanf确定Array[length]的长度。

但是，C99之前，数组的下标不能是变量，所以当我们提前不知道数组长度时，需要用malloc函数动态地分配内存，通过运行时输入的数值决定申请多少字节的内存。

使用malloc这个函数需要包含stdlib.h头文件，其函数原型为

void*malloc（size_t size）;

其中size是申请的空间大小，单位为字节。
我们可以用malloc（）向系统申请空间，申请到的空间是void无类型的，在计算机看来，内存就是连续的空间，它并不在意你申请的是什么类型，更在意的是你申请了多少字节。用malloc（）申请空间之后我们可以自由决定它的类型。
比如像这样：

#include
#include
int main(){
	int length;
	int*arr;
	printf("输入长度：\n");
	scanf("%d",&length);
	arr=(int*)malloc(length*sizeof(int));
	printf("输入数组的值：\n");
	for(int i=0;i<length;i++){
		scanf("%d",&arr[i]);
    }
    free(arr);
    return 0;
}

运行结果如下：

数组是const类型的特殊指针，所以我们可以对指针类似数组使用，用[ ]操作。
用malloc（）申请空间后还要用free（）释放，malloc（）和free（）成对出现。
free函数原型如下：

void*free（void *ptr）;

注意这里free的指针变量必须是当初申请的首地址，如果我们对malloc（）的指针变量p进行了运算，例如自增自减（p++、p–），仍然free的是p，这时候p已经不是当时申请的首地址了，计算机无法正确地回收内存空间。