【C语言】动态内存管理与函数解读

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前言

之前我们有掌握单个元素和连续数组的创建，同样也是内存开辟方式，但对于空间的需求，上述的情况不能够全部满足，有时我们需要的空间大小在程序运行时才能知道，那数组的编译时开辟空间的方式就不能满足这种情况了。这时就需要使用动态内存分配了。
本篇文章将解读C语言中动态内存管理与函数。通过简洁高效的代码，为读者提供一个清晰明了的讲解，让我们开始吧！！

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1.为什么存在动态内存分配？

之前我们已经掌握过的内存开辟方式：

int a = 0;//在内存开辟四个字节的空间
int arr[10] = {0};//在内存中开辟一块连续的整型(40字节)空间

上述内存开辟方式有两种特点：

1. 内存开辟大小是固定的。
2. 数组在申明的时候，必须指定数组的长度，他在所需要的内存在编译时分配。

但对于空间的需求，上述的情况不能够全部满足，有时我们需要的空间大小在程序运行时才能知道，那数组的编译时开辟空间的方式就不能满足这种情况了TT。这时就只能使用动态内存分配了。

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2.动态分配内存函数介绍

前提！！在使用这类函数前都要引用头文件#include！！！

2.1malloc

c语言提供了一个动态内存开辟的函数：

该malloc函数会向内存申请一块连续可用的空间，并返回指向该空间的指针。返回类型是void*，所以malloc函数并不知道自己开辟内存的具体类型，由具体使用时操作者来决定。
参数size如果是0，malloc的行为是未定义的，取决于编译器。

要注意!!!这类动态内存函数是有可能开辟失败的：

如果开辟成功，函数就返回指向该开辟的内存空间的指针。
如果开辟失败，函数就返回空指针NULL。
因此函数返回值 一定! 要进行检查。

那这种特殊内存该如何释放呢?

1.free 主动释放
2.程序退出后，由操作系统回收。

2.2free

因为该类函数比较特殊，C语言还提供了另一个函数free，来专门做动态内存的释放和回收的，函数定义如下：

free函数用来释放动态开辟的内存。

要注意以下几点：
如果参数ptr不是动态开辟的内存，那free函数的行为是未被定义的。
如果参数ptr内容为NULL，那函数free什么都不做。
函数free完之后原指针ptr就变成了野指针，需要将其赋值NULL

free函数都是和动态内存函数同时使用。

实践运用

进行简单了解之后我们现在来实际操作一下。
举个栗子：我们运用动态内存函数malloc打印10个数
代码如下：

#define  _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1 
#include
#include

//运用动态内存函数malloc打印10个数
int main()
{
	int* p = (int*)malloc(10 * sizeof(int));//强制类型转换成int*方便操作
	int i = 0;
	if(p != NULL)//判断p指针是否为空
	{
		for (i = 0; i < 10; i++)
		{
			p[i] = i;
		}
		for (i = 0; i < 10; i++)
		{
			printf("%d ", p[i]);
		}
		free(p);//释放指针p，即释放内存
		p = NULL;//将指针置为空
	}
	printf("\n\n别忘了点赞三连支持欧o(>ω< )o！！!\n");
	printf("(深情)\n");
	return 0;
}

运行结果如下：

我们也可以看看p指针在free前后会有什么变化：

可以看到虽然p指针free后将内存还给了操作空间，我们无法操作该指针指向的空间，但是p指针里存放的还有刚刚开辟的内存地址，为了防止出现调用野指针报错，我们就必须将其赋值为NULL。

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2.3calloc

C语言还提供了叫calloc，它和malloc很像，原型如下：

该函数的功能是为num个大小为size的元素开辟一整块空间，并把空间内每个字节都初始化成0(和malloc唯一的区别)。

举个例子：

#include 
#include 
int main()
{
	int* p = (int*)calloc(10, sizeof(int));
	if (NULL != p)
	{
		//进行一个空间的使用（省略）
	}
	free(p);
	p = NULL;
	return 0;
}

看看开辟的内存：

2.4realloc

有时我们会发现过去申请的空间有点太小了，有时我们又觉得申请的空间过大了，为了合理利用内存，我们需要能够对动态内存进行一个灵活的调整。realloc函数就可以做到对动态开辟内存大小进行调整。
函数原型如下：

ptr是要调整的内存地址
size是调整之后的新大小
返回值为调整之后的内存起始位置

realloc调整内存也可能失败!！失败时返回NULL。

我们在使用realloc时会遇到两种情况：
情况1：目标调整空间后有足够可用内存。

情况2：目标调整空间后没有足够可用空间。

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结语

好了以上就是本篇“【C语言】动态内存管理与函数解读”博客的全部内容啦，感谢各位的阅读=v=，如有不足之处欢迎在评论区指出哦！！
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