动态内存管理（1）
目录
为什么存在动态内存分配
动态内存函数的介绍
malloc和free
calloc
realloc
常见的动态内存错误
对NULL指针的解引用操作
对动态开辟空间的越界访问
对非动态开辟内存使用free释放
使用free释放一块动态开辟内存的一部分
对同一块动态内存多次释放
动态开辟内存忘记释放（内存泄漏）
为什么存在动态内存分配
我们已经掌握的内存开辟方式有：
int val=20;//在栈空间上开辟四个字节
char arr[10]={0};//在栈空间开辟10个字节的连续空间但是上述的开辟空间的方式有两个特点：
1. 空间开辟大小是固定的。
2. 数组在申明的时候，必须指定数组的长度，它所需要的内存在编译时分配。
但是对于空间的需求，不仅仅是上述的情况。有时候我们需要的空间大小在程序运行的时候才能知道，那数组的编译时开辟空间的方式就不能满足了。这时候就只能试试动态存开辟了。
动态内存函数的介绍
malloc和free
C语言提供了一个动态内存开辟的函数：
void* malloc(size_t size);这个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。
1.如果开辟成功，则返回一个指向开辟好空间的指针。
2.如果开辟失败，则返回一个NULL指针，因此malloc的返回值一定要做检查。
3.返回值的类型是 void* ，所以malloc函数并不知道开辟空间的类型，具体在使用的时候使用者自己来决定。
4.如果参数 size 为0，malloc的行为是标准是未定义的，取决于编译器。
C语言提供了另外一个函数free，专门是用来做动态内存的释放和回收的，函数原型如下：
void free(void* ptr);free函数用来释放动态开辟的内存。
如果参数 ptr 指向的空间不是动态开辟的，那free函数的行为是未定义的。
如果参数 ptr 是NULL指针，则函数什么事都不做。
malloc和free都声明在 stdlib.h 头文件中。
举个例子：
int main()
{
//代码1
int num = 0;
scanf("%d", &num);
//int arr[num] = { 0 };变长数组在当前VS2019不支持
//代码2
int* ptr=NULL;
ptr = (int*)malloc(num * sizeof(int));//判断ptr是否为空
if (NULL == ptr)
{
perror("malloc");
}
else
{
int i = 0;
for (i = 0; i < num; i++)
{
ptr[i] = i + 1;
}
}
int i = 0;
for (i = 0; i < num; i++)
{
printf("%d ", ptr[i]);
}
ptr = NULL;
free(ptr);//释放ptr所指向的动态内存
return 0;
}提示：malloc申请的空间，当程序退出时，还给操作系统，当程序不退出，动态申请的内存，不会主动释放的，需要使用free函数来释放。
calloc
C语言还提供了一个函数叫 calloc ， calloc 函数也用来动态内存分配。原型如下：
void* calloc(size_t num,size_t size)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。
与函数 malloc 的区别只在于 calloc 会在返回地址之前把申请的空间的每个字节初始化为全0。
int main()
{
int* p = (int*)calloc(10, sizeof(int));
if (p == NULL)
{
perror("calloc");
return 1;
}
//创建成功
//使用空间
free(p);
p = NULL;
return 0;
}
所以如何我们对申请的内存空间的内容要求初始化，那么可以很方便的使用calloc函数来完成任务。
realloc
realloc函数的出现让动态内存管理更加灵活。
有时会我们发现过去申请的空间太小了，有时候我们又会觉得申请的空间过大了，那为了合理的时候内存，我们一定会对内存的大小做灵活的调整。那realloc函数就可以做到对动态开辟内存大小的调整。
函数原型如下：
void* realloc(void* ptr,size_t size);ptr是要调整的内存地址
size调整之后的新大小
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，还会将原来内存的数据移动到新的空间。
realloc在调整内存空间存在两种情况：
情况1：原有空间之后又足够大的空间
情况2：原有空间之后没有足够大的空间
情况1
当是情况1的时候，要扩展内存就直接在原有内存之后直接追加空间，原来空间的数据不发生变化。
情况2
当是情况2的时候，原有空间之后没有足够多的空间，扩展的方法是：在堆空间上另找一个合适大小的连续空间来使用，这样函数返回的是一个新的内存地址。
由于上述的两种情况，realloc函数的使用就要注意一下。
举个例子：
int main()
{
int* ptr = (int*)malloc(100);
if (ptr != NULL)
{
//业务处理
}
else
{
perror("malloc");
}
//扩展容量
//代码1
//ptr = (int*)realloc(ptr, 100);//这样会存在风险，如果扩展容量失败，ptr会被置成NULL
//这样就不能找到原来ptr所指向的内容了
int* p = NULL;
p = realloc(ptr, 1000);
if (p != NULL)
{
ptr = p;
}
//业务处理
free(ptr);
ptr = NULL;
return 0;
}常见的动态内存错误
对NULL指针的解引用操作
void test()
{
int* p = (int*)malloc(INT_MAX / 4);
*p = 20;//如果p的值是NULL，就会有问题
free(p);
}对动态开辟空间的越界访问
void test()
{
int i = 0;
int* p = (int*)malloc(10 * sizeof(int));
if (NULL == p)
{
perrof("malloc");
}
for (i = 0; i <= 10; i++)
{
*(p + i) = i;//当i是10的时候越界访问
}
free(p);
p = NULL;
}对非动态开辟内存使用free释放
void test()
{
int a = 10;
int* p = &a;
free(p);//err
}使用free释放一块动态开辟内存的一部分
void test()
{
int* p = (int*)malloc(100);
p++;
free(p);//p不再指向动态内存的起始位置
}对同一块动态内存多次释放
void test()
{
int* p = (int*)malloc(100);
free(p);
free(p);//重复释放
}动态开辟内存忘记释放（内存泄漏）
void test()
{
int* p = (int*)malloc(100);
if (p != NULL)
{
*p = 20;
}
}
int main()
{
test();
while(1);
}忘记释放内存不再使用的动态开辟的空间会造成内存泄漏。
切记：动态开辟的空间一定要释放，并且正确释放。
动态申请的内存空间，不会因为出了作用域自动销毁（还给操作系统）！
只有2种方式销毁：
1.free
2.程序结束（退出）