C语言篇（动态内存管理）

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编程环境：vs2013

• 准备
• 前言
• 一、为什么存在动态内存
• 二、动态内存函数的介绍
• • 1.malloc函数和free
  • 2.calloc函数
  • 3.realloc函数
• 三.经典例题
• • 3.1传值还是传址？
  • 3.2内存泄漏
  • 3.3生命周期问题
  • 3.4野指针的使用
• 四.柔性数组
• • 4.1柔性数组简单举例
  • 4.2柔性数组的特点和使用
  • • 4.2.1柔性数组的特点
    • 4.2.2 柔性数组的使用
  • 4.3柔性数组的优势
• 总结

我们在使用内存的时候，是否想要自己来开辟内存，为自己所用。
做一个内存管理大师，今天我将带各位了解一个堆上的内存的开辟？？？

提示：以下是本篇文章正文内容！！！

我们已经掌握了在栈上开辟空间：

int a = 0;
int arr[10] = {1,2,3,4,5,6,7,8,9,10};

但是栈取开辟有两个特点：
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

但是如果需要我们在堆上开辟一块内存，我们又需要怎么做呢？
本文将为各位大大解决堆上内存开辟的问题！！！
在此我们先大致了解一下内存的存储方式

C语言提供的malloc函数：

void* malloc (size_t size);

这个函数可以在堆区上开辟内存连续可用的空间

• 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。

栈区开辟后的空间无法自动的释放，需要我们自己来释放空间，防止内存泄漏的问题。
所以这里就需要用到free函数来释放开辟的内存！
free函数

void free (void* ptr);

• 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。

代码如下（示例）：

#include
#include
#define num  10
int main()
{
	int arr[num] = { 0 };
	//代码2
	int* ptr = NULL;
	ptr = (int*)malloc(num*sizeof(int));
	if (NULL != ptr)//判断ptr指针是否为空
	{
		int i = 0;
		for (i = 0; i 
2.calloc函数 
此函数的用法和malloc的开辟方式唯一的不同点就是在开辟内存的同时初始化,
 小编在此不过多介绍内容了，小编不是偷懒哈，可以参照上面的malloc的开辟方式！！！
 
 
 
 
void* calloc (size_t num, size_t size);
 
 
代码如下（示例）：
 
#include
#include
#define num  10
int main()
{
	int arr[num] = { 0 };
	int* ptr = (int*)calloc(10, sizeof(int));
	free(ptr);
	ptr = NULL;
	return 0;
}
 
 
3.realloc函数 
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！！！
 
 
 
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。
 
第一种情况：原有空间之后有足够大的空间
 第二种情况：原有空间之后没有足够大的空间
 
 
代码如下（示例）：
 
#include 
int main()
{
ptr = (int*)realloc(ptr, 1000);
int*p = NULL; p = realloc(ptr, 1000);
if(p != NULL)
 {
    ptr = p;
 }
free(ptr);
return 0; }
 
 
三.经典例题 
3.1传值还是传址？ 
代码如下（示例）：
 
void GetMemory(char *p) 
{
 p = (char *)malloc(100);
}
void Test(void) 
{
char *str = NULL;
GetMemory(str);
strcpy(str, "hello world");
printf(str);
}
 
请问test（）函数代码运行结果会怎样？
 
 
 
报错，传址错误！！！传地址不等于传值！
 
 
 
3.2内存泄漏 
代码如下（示例）：
 
void GetMemory(char **p, int num) 
{
	*p = (char *)malloc(num);
}
void Test(void) 
{
	char *str = NULL;
	GetMemory(&str, 100);
	strcpy(str, "hello");
	printf(str);
}
int main()
{
	Test();
	return 0;
}
 
请问test（）函数代码运行结果会怎样？
 
 
 
未进行free（）函数的操作，存在内存泄漏的问题！！！
 我相信各位大大肯定不会犯这种非智力性的错误的。
 
 
3.3生命周期问题 
代码如下（示例）：
 
char *GetMemory(void)
 {
     char p[] = "hello world";
     return p; 
}
void Test(void) 
{
    char *str = NULL;
    str = GetMemory();
    printf(str);
}
 
请问test（）函数代码运行结果会怎样？
 
 
 
生命周期一到，开辟的内存自动消除！！！
 
 
3.4野指针的使用 
代码如下（示例）：
 
void Test(void)
 {
     char *str = (char *) malloc(100);
     strcpy(str, "hello");
     free(str);
    if(str != NULL)
    {
    strcpy(str, "world");
    printf(str);
    }
}
 
请问test（）函数代码运行结果会怎样？
 
 
 
动态内存开辟的空间已经被free掉了，再在str指向的空指针进行访问就是野指针的越界访问！！！
 
 
四.柔性数组 
 
 
结构中的最后一个元素允许是未知大小的数组，这就叫做『柔性数组』成员。
 
 
4.1柔性数组简单举例 
typedef struct st_type
{
   int i;
   int a[0];//柔性数组成员
   //或者 int a[]
}type_a;
 
4.2柔性数组的特点和使用 
4.2.1柔性数组的特点 
结构中的柔性数组成员前面必须至少一个其他成员。
sizeof 返回的这种结构大小不包括柔性数组的内存。
包含柔性数组成员的结构用malloc ()函数进行内存的动态分配, 并且分配的内存应该大于结构的大 小，以适应柔性数组的预期大小。
 
4.2.2 柔性数组的使用 
代码如下（示例）：
 
//代码1
int i = 0;
type_a *p = (type_a*)malloc(sizeof(type_a)+100*sizeof(int));
//业务处理
p->i = 100;
for(i=0; i<100; i++)
 {
    p->a[i] = i; 
 }
free(p);
 
这样柔性数组成员a，相当于获得了100个整型元素的连续空间。
 
4.3柔性数组的优势 
第一个好处是：方便内存释放
 
 
 
如果我们的代码是在一个给别人用的函数中，你在里面做了二次内存分配，并把整个结构体返回
 给用户。用户调用free可以释放结构体，但是用户并不知道这个结构体内的成员也需要free，所
 以你不能指望用户来发现这个事。所以，如果我们把结构体的内存以及其成员要的内存一次性分
 配好了，并返回给用户一个结构体指针，用户做一次free就可以把所有的内存也给释放掉。
 
 
第二个好处是：这样有利于访问速度.
 
 
 
连续的内存有益于提高访问速度，也有益于减少内存碎片。（其实，我个人觉得也没多高了，反
 正你跑不了要用做偏移量的加法来寻址。
 
 
总结 
希望本篇文章能给各位带来帮助，如有不足还请指正！！！
码字不易，各位大大给个收藏点赞吧！！！