C进阶-动态内存管理
本章重点：
为什么存在动态内存分配？
动态内存函数的介绍 malloc free calloc realloc
常见的动态内存错误
经典的笔试题
柔性数组
1.为什么存在动态内存分配
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。
2.动态内存函数的介绍
动态内存管理函数： malloc、free、realloc、calloc
2.1malloc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。
如果开辟成功，则返回一个指向开辟好空间的指针。
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。
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。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。
free函数：
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。
int main()
{
//int arr[10];
int* p = (int*)malloc(40); // 使用malloc需要 #include
if (p == NULL)
{
perror("malloc");
return 1;
}
//开辟空间成功
int i = 0;
for (i = 0; i < 10; i++)
{
printf("%d\n",*(p+i));
}
free(p); // 把p所指的空间释放
p = NULL;
return 0;
} 2.2 callo函数
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。 举个例子：
int main()
{
//int* p = (int*)calloc(INT64_MAX,sizeof(int)); //开辟失败
int* p = (int*)calloc(10,sizeof(int)); //开辟失败
if (p == NULL)
{
perror("calloc");
return 1;
}
//打印数据
int i = 0;
for (i = 0; i<10; i++)
{
printf("%d ",p[i]);
}
//释放
free(p);
p = NULL;
return 0;
}2.3 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，还会将原来内存中的数据移动到 新 的空间。 realloc在调整内存空间的是存在两种情况：
int main()
{
int* p = (int*)malloc(40);
if (p == NULL)
{
perror("malloc");
return 1;
}
//初始化为1-10
int i = 0;
for (i = 0;i < 10;i++)
{
p[i] = i+1;
}
//增加一些空间
int* ptr = (int*)realloc(p,80);
if (ptr != NULL)
{
p = ptr;
}
else
{
perror("realloc");
return 1;
}
//打印数据
for (i = 0; i< 20; i++)
{
printf("%d\n",p[i]);
}
//释放
free(p);
p = NULL;
return 0;
}3 常见的动态内存操作
3.1 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);
}
int main()
{
test();
return 0;
}3.2 对动态开辟空间的越界访问
int main()
{
int i = 0;
int *p = (int*)malloc(40);
if(p == NULL)
{
perror("malloc");
return 1;
}
for (i = 0; i < 20; i++)
{
p[i] = i; //越界访问
}
free(p);
p = NULL;
return 0;
}
3.3 对非动态开辟内存使用free释放
int main()
{
int a = 10;
int* p = &a;
printf("%d\n",*p);
free(p);
p = NULL;
return 0;
}3.4 使用free释放一块动态开辟内存的一部分
int main()
{
int i = 0;
int *p = (int*)malloc(40);
if(p == NULL)
{
perror("malloc");
return 1;
}
for (i = 0; i < 5; i++)
{
*p = i;
p++;
}
//释放
free(p);
p = NULL;
return 0;
}3.5 对同一块动态内存多次释放
int main()
{
int* p = (int*)malloc(40);
if (p == NULL)
{
return 1;
}
//使用
free(p);
//p = NULL;
free(p);
return 0;
}3.6 动态开辟内存忘记释放（内存泄漏）
void test()
{
int *p = (int *)malloc(100);
if(NULL != p)
{
*p = 20;
}
}
int main()
{
test();
while(1);
return 0;
}