目录：
1. 为什么要有动态内存分配
2. malloc和free
3. calloc和realloc
4. 常见的动态内存的错误
5. 动态内存经典笔试题分析
6. 柔性数组
1. 为什么要有动态内存分配
我们已经掌握的内存开辟方式有：
int val = 20;
//在栈空间上开辟四个字节
char arr[10] = {0};
//在栈空间上开辟10个字节的连续空间但是上述的开辟空间的方式有两个特点：
• 空间开辟大小是固定的。
• 数组在申明的时候，必须指定数组的长度，数组空间⼀旦确定，大小不能调整
但是对于空间的需求，不仅仅是上述的情况。有时候我们需要的空间大小在程序运行的时候才能知 道，那数组的编译时开辟空间的方式就不能满足了。
C语⾔引入了动态内存开辟，让程序员自己可以申请和释放空间，就比较灵活了。
2. malloc和free
2.1 malloc
C语⾔提供了⼀个动态内存开辟的函数：
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。
• 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。
例如：
以上就为申请空间及使用空间。
2.2 free
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，则函数什么事都不做。
malloc和free都声明在 stdlib.h 头文件中。
要小心：
此时就会出现bug，传递过去的已经不是起始位置了。
3. calloc和realloc
3.1 calloc
C语言还提供了⼀个函数叫 calloc ， calloc 函数也用来动态内存分配。
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全初始化为0。
例如：
所以如果我们对申请的内存空间的内容要求初始化，那么可以很方便的使用calloc函数来完成任务。
3.2 realloc
• 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，那为了合理的申请内存，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
• realloc在调整内存空间的是存在两种情况：
◦ 情况1：原有空间之后 有 足够大的空间
◦ 情况2：原有空间之后 没有 足够大的空间
情况1
当是情况1的时候，要扩展内存就直接原有内存之后直接追加空间，原来空间的数据不发生变化
情况2
当是情况2的时候，原有空间之后没有足够多的空间时，扩展的方法是：在堆空间上另找⼀个合适大小的连续空间来使用。会将原来空间的数据拷贝一份到新的空间。释放旧的内存空间，这样函数返回的是⼀个新的内存起始地址。
由于上述的两种情况，realloc函数的使用就要注意⼀些。
realloc函数可以完成和malloc一样的功能
4. 常见的动态内存的错误
4.1 对NULL指针的解引用操作
void test()
{
int *p = (int *)malloc(INT_MAX);
*p = 20;//如果p的值是NULL，就会有问题
free(p);
}
最好判断它的返回值， 用
4.2 对动态开辟空间的越界访问
void test()
{
int i = 0;
int *p = (int *)malloc(10*sizeof(int));
if(NULL == p)
{
exit(EXIT_FAILURE);
}
for(i=0; i<=10; i++)
{
*(p+i) = i;//当i是10的时候越界访问
}
free(p);
}4.3 对非动态开辟内存使用free释放
void test()
{
int a = 10;
int *p = &a;
free(p); //err
}4.4 使用free释放⼀块动态开辟内存的⼀部分
void test()
{
int *p = (int *)malloc(100);
p++;
free(p); //p不再指向动态内存的起始位置
}
4.5 动态开辟内存忘记释放（内存泄漏）
void test()
{
int *p = (int *)malloc(100);
if(NULL != p)
{
*p = 20;
}
}
int main()
{
test();
while(1);
}忘记释放不再使用的动态开辟的空间会造成内存泄漏。
注意！：动态开辟的空间⼀定要释放，并且正确释放
5. 动态内存经典笔试题分析
5.1 题⽬1：
如何使程序达到预期效果呢？
方法一：
方法二：
5.2 题⽬2：
编译器也会报警告：
返回局部变量或临时变量的地址：p
（可返回值，不可返回地址）
5.3 题⽬3：
void GetMemory(char **p, int num)
{
*p = (char *)malloc(num);
}
void Test(void)
{
char *str = NULL;
GetMemory(&str, 100);
strcpy(str, "hello");
printf(str);
}
唯一的问题就是：没有free，加上就可以了
5.4 题⽬4：
6. 柔性数组
也许你从来没有听说过柔性数组（flexible array）这个概念，但是它确实是存在的。
C99 中，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。
例如：
typedef struct st_type
{ int i;
int a[ ];//柔性数组成员
}type_a;
6.1 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。
例如：
typedef struct st_type
{
int i;
int a[0];//柔性数组成员
}type_a;
int main()
{
printf("%d\n", sizeof(type_a));//输出的是4
return 0;
}
6.2 柔性数组的使用
//代码1
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main()
{
int i = 0;
type_a *p = (type_a*)malloc(sizeof(type_a)+100*sizeof(int));
//.....数据处理
p->i = 100;
for(i=0; i<100; i++)
{
p->a[i] = i;
}
free(p);
return 0;
}
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。
6.3 柔性数组的优势
上述的 type_a 结构也可以设计为下面的结构，也能完成同样的效果
//代码2
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
typedef struct st_type
{
int i;
int *p_a;
}type_a;
int main()
{
type_a *p = (type_a *)malloc(sizeof(type_a));
p->i = 100;
p->p_a = (int *)malloc(p->i*sizeof(int));
//....数据处理
for(i=0; i<100; i++)
{
p->p_a[i] = i;
}
//释放空间
free(p->p_a);//先释放
p->p_a = NULL;
free(p); //再释放
p = NULL;
return 0;
}
上述 代码1 和 代码2 可以完成同样的功能，但是方法1 的实现有两个好处：
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。
