变量(自动变量、静态变量、寄存器变量、外部变量)与C的内存分配malloc/free、calloc/recalloc

C语言中的4种存储类别：自动变量(auto)、静态变量(static)、寄存器(register)、外部变量(extern)。

自动变量

通常定义在自定义函数内或代码段（用{}括起来的）定义的变量，都是自动变量，也称为局部变量（除了加static修饰的变量）。函数的形参和在函数中定义的变量也属于自动变量。

自动变量动态分配存储空间，数据存储在动态存储区中。

自动变量所申请的存储空间在结束生命周期时会自动释放这些空间。

外部变量

外部变量是在函数的外部定义的，作用域从变量定义处开始，到本程序文件的末尾。

静态变量

如果希望函数中的局部变量在函数调用结束后不消失，可以指定局部变量为静态局部变量。

寄存器变量

为提高效率，C语言允许将局部变量的值存放在CPU的寄存器中，这种变量叫做寄存器变量，用关键字register声明。

使用寄存器变量时需要注意以下：
只有局部自动变量和形式参数可以作为寄存器变量；
一个计算机系统的寄存器数目优先，不能定义任意多个寄存器变量；
不能使用取地址运算符&求寄存器变量的地址。

内存分配

如下代码是在栈上开辟空间：

int val = 20;
char arr[10] = {0};

在栈上开辟空间的方式有以下特点：

        空间开辟大小是固定的；
        数组在声明的时候，必须指定数组的长度，它所需要的内存在编译时分配。

栈上开辟空间的方式可以看作是静态内存分配。

动态内存分配用到如下关键字：
        malloc、free、calloc、realloc

 malloc/free

malloc像内存申请一块连续可用的空间，使用时如下：

int *p = (int*)malloc(4);  // 声明一个int类型的指针，

free释放malloc开辟的内存。

calloc/recalloc

void* calloc(size_t num,size_t size);

calloc也用来动态内存分配，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。

calloc与malloc的区别在于calloc会在返回地址之前把申请的空间的每个字节全部初始化为0。

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

recalloc调整动态开辟内存的大小。在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空间。

recalloc调整空间有两种情况：

        如果原有空间之后有足够大的空间，扩展内存就在原有内存之后直接追加空间，原来的空间的数据不发生变化；
        如果原有空间之后没有足够多的空间，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。

recalloc使用时需要注意内存泄漏的问题，如下：

        int* ptr = (int*)malloc(100);
        if(ptr != NULL) {}
        else {}
        // 扩展容量
        ptr = realloc(ptr,1000);
        if(p != NULL) { ptr = p; }
        else {}
        free(ptr);