动态内存管理

        常用动态内存函数介绍

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        常用动态内存函数介绍

（1）malloc和free

（2）calloc

（3）realloc

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（1）malloc和free

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。

        该函数如果开辟成功，则会返回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。返回类型是 void* 所以使用时根据用户需求进行类型转换。

        相应的，C语言提供了另外一个函数free，专门是用来做动态内存的释放和回收的，函数原型如下：

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，则不会进行任何操作。

例：

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main()
{
	int* p = (int*)malloc(40);
	if (p != NULL)
	{
		for (int i = 0; i < 10; i++)
		{
			*(p + i) = i;
		}
		for (int j = 0; j < 10; j++)
		{
			printf("%d ", p[j]);
		}
	}
	free(p);
	p = NULL;
    return 0;
}

运行结果： 

   这里使用malloc函数先申请了40个字节的空间，再将空间转换为int *类型，使用整形指针p来接收。之后使用循环对申请的空间进行赋值以及打印。在这里*(p+i)与p[i]的效果相同。之后释放动态内存并把指针p置空。

（2）calloc

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。

例：

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int main()
{
	int* p = (int*)calloc(10, sizeof(int));
	if (p != NULL)
	{
		for (int i = 0; i < 10; i++)
		{
			printf("%d ", p[i]);
		}
		printf("\n");
		for (int j = 0; j < 10; j++)
		{
			*(p + j) = j;
		}
		for (int k = 0; k < 10; k++)
		{
			printf("%d ", p[k]);
		}
	}
	free(p);
	p = NULL;
    return 0;
}

运行结果：

        首先使用calloc函数申请十个整形大小的空间。利用循环对申请的空间进行输出，对比mallco函数，我们可以得出calloc函数会对申请的空间进行初始化为0。之后对申请的空间进行赋值以及打印，释放动态内存并把指针p置空。

（3）realloc

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

        realloc函数的出现让动态内存管理更加灵活。该函数可以对动态内存空间进行调整。

        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。如果空间足够大，那么realloc函数会直接在原有的空间后追加空间；如果空间不够大，那么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。因此使用realloc函数需要今生判断。

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main()
{
	int* p = (int*)malloc(40);
	if (p != NULL)
	{
		for (int i = 0; i < 10; i++)
		{
			p[i] = i;
		}
		for (int j = 0; j < 10; j++)
		{
			printf("%d ", p[j]);
		}
		printf("\n");
	}

	int* ptr = (int*)realloc(p, 80);
	if (ptr == NULL)
	{
		printf("申请失败\n");
		return 1;
	}
	else
	{
		p = ptr;
		for (int i = 0; i < 20; i++)
		{
			p[i] = i;
		}
		for (int j = 0; j < 20; j++)
		{
			printf("%d ", p[j]);
		}
		printf("\n");
	}
	free(p);
	p = NULL;
	return 0;
}

运行结果：

        本代码首先使用malloc函数申请40字节的内存空间，若指针p不为空，再进行赋值并打印。之后使用realloc函数进行扩容，调整后大小为80字节。因为realloc函数存在两种情况，如原有内存不够且找不到新的足够大的内存空间，realloc函数则会返回NULL。为了避免分配失败，原有空间丢失，故使用一个新的整形指针变量进行接收，若其为空则结束程序；若不为空，则将指针ptr赋值给指针p，并对新的内存空间进行赋值并打印。最后释放内存空间并将指针p置空。