C动态内存那些事

为什么存在动态内存分配？

首先，动态内存分配是计算机中一种重要的内存管理方法，它主要解决了静态内存分配无法灵活应对变化需求的问题。以下是几个存在动态内存分配的原因：

1. 灵活性：动态内存分配允许程序在运行时根据需要动态地分配和释放内存。这对于需要动态改变内存使用情况的应用来说非常重要，比如动态数据结构、动态数组或者不确定大小的数据等。

2. 节省内存：动态内存分配可以根据需求精确地分配所需大小的内存，避免了静态分配过多内存的浪费，并且可以回收不再使用的内存，提高内存的利用率。

3. 动态数据结构支持：一些常见的数据结构，比如链表、树等，需要根据运行时的需求动态地分配内存来存储数据。动态内存分配可以满足这些数据结构的需要，使得程序能够更灵活地处理各种数据。

4. 多任务支持：操作系统中的多任务环境下，每个任务需要独立的内存空间来存储自己的数据。动态内存分配允许每个任务根据需要独立分配内存，从而实现任务间的数据隔离，提高系统的安全性和可靠性。

其次值得注意的是，动态内存分配也需要注意管理好分配和释放内存的过程，避免内存泄漏或者其他内存管理问题。

动态内存管理函数

void* malloc（size_t size）

成功返回：开辟好空间的首地址,不会初始化空间内容，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

错误返回：NULL指针------NULL指针不可以使用，所以要对malloc返回的指针做检查

向内存申请一块连续可以的空间，并返回指向这块空间的指针

void* calloc(size_t num, size_t size);

• num：要分配的元素个数。
• size：每个元素的大小。
• calloc函数会分配num * size字节的内存空间，并将所分配的内存块中的每个字节都初始化为0。这与使用malloc分配内存后手动初始化为0的效果相同。

void* realloc(void *ptr, size_t size);

• ptr：指向之前分配的内存块的指针。(简单来说就是提前申请过的一块内存空间首地址)
• size：要重新分配的内存块的大小。
• realloc函数可以用来扩大或缩小已分配内存的大小。当ptr为NULL时，realloc的行为与malloc相同，即分配一块新的内存空间。当ptr不为NULL时，realloc会尝试重新分配ptr指向的内存块，将其大小调整为size所指定的大小。
• (1)当新的大小size小于或等于原内存块的大小时，realloc会尝试缩小内存块的大小，并返回指向缩小后内存的指针。可能会丢失部分原有数据。

• (2)当新的大小size大于原内存块的大小时，realloc会尝试扩大内存块的大小。如果扩大成功，会返回指向扩大后内存的指针。扩大后的新增内存区域的内容是未定义的。如果扩大失败，会保持原有内存块不变，并返回NULL。

• (3)当ptr为NULL时，realloc会等同于malloc(size)，即分配一块新的大小为size的内存块，并返回指向该内存块的指针。

由于这个函数很特别，下面通过一段代码结合画的内存图，方便大家理解

int main()

{

        int* p=(int*)malloc(40);

        if(p==NULL)

        {

                perror("malloc");

                return 1;

        }

        int i=0;

        for(i=0;i<10;i++)

        {

                p[i]=i+1;

        }        

        p=realloc(p,80);

        return 0;

}

下面是申请成功的情况，红色区域代码后边有占用的数据

第二种情况步骤

1.开辟新空间

2.将旧空间数据拷贝到新空间

3.释放旧空间

4.返回新空间起始地址

还有一种是内存申请失败的情况会造成内存泄漏

为了避免内存泄漏可以把

p=realloc(p,80);这段代码替换成

int* ptr=(int*)realloc(p,80);

if(ptr!=NULL)

{

        p=ptr;

        ptr=NULL;

}

else

{

        perror("realloc");

        return 1;

}

//释放

free(p);

void* free(void* ptr)

释放掉ptr所指的内存空间