动态内存管理

用于开辟内存的函数：

void* malloc(size_t size);

这个函数能申请一块连续的指定大小为 size字节大小的内存，同时返回指向该内存的指针。

• 假若内存开辟成功，则返回一个指向开辟好的内存的指针。
• 假如内存开辟失败，则返回NULL指针，所以在使用malloc函数的时候，一定要对函数的返回进行检查，不为NULL才能继续使用。
• 要注意函数的返回值是一个空指针，可以指向任何类型空间，所以在接收返回值时，需要将其转换成我们需要的类型，再进行接收。
• 假设给malloc函数的size参数传递的值为0，此时该函数的行为是未定义的，取决于编译器。

注意：malloc函数是在堆上开辟的空间，堆上的空间的释放只能通过两种方式：

1. 等待程序运行结束自动释放。
2. 使用free函数主动释放。

用于释放内存的函数：

void free(void* ptr);

free函数用于释放在堆上开辟的内存。

• 假如ptr所指向的空间不是动态开辟的，那么该行为是未定义的，极有可能报错。
• 假若ptr的值为NULL，那么此时free函数什么都不做。

malloc和free函数的声明都在 stdlib.h头文件中。

接下来看几个例子：

int main()
{
	//代码1
	int num = 0;
	scanf("%d", &num);
	int arr[num] = { 0 };
	return 0;
}

这里的代码是会报错的，因为数组的创建方括号里的值必须是常量。要特别注意。

再看一个例子：

int main()
{
	//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 < num; i++)
		{
			*(ptr + i) = 0;
		}
	}
	free(ptr);//释放ptr所指向的动态内存
	ptr = NULL;//是否有必要？
	return 0;
}

这里在释放了动态开辟的空间之后，是否要将指向该内存的指针变量置为空呢？这里一定是要置为空的，可以有效防止后面对该指针进行解引用操作等。这是一种较好的习惯。

看看下一段代码：

int main()
{
	int* arr = (int*)malloc(sizeof(int) * 10);
	for (int i = 0; i<10; i++)
	{
		printf("%d\n", arr[i]);
	}
	printf("\n");
	return 0;
}

通过运行结果不难发现，malloc函数开辟的空间的值是随机值。经过malloc函数开辟的空间中的值都会是默认值。这里就可以使用接下来要介绍的calloc函数了。

用于动态开辟内存的函数：

void* calloc (size_t num, size_t size);

• 函数的功能是：为num个大小为size的元素开辟空间，并且可以将开辟出的每个字节都初始化为0。
• calloc函数与malloc函数的差别就是：malloc函数会在返回空间首地址之前将每个字节都初始化为0。

例子：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main()
{
    int *p = (int*)calloc(10, sizeof(int));
    if(NULL != p)
    {
    //使用空间，这里忽略内容。
    }
    free(p);
    p = NULL;
    return 0;
}

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

• realloc函数可以让动态内存管理更加灵活。

• size变量的值是重新调整之后的内存空间的大小。

• realloc函数的返回值是开辟的空间的起始地址。

• 这个函数在调整原来空间的基础上，会将原来内存中的数据移动到新空间中。

• realloc函数在对内存空间进行调整时，分为两种情况：

  1. 在原空间之后有足够的空间。
  2. 原有空间之后没有足够的空间。

  情况1：当是第一种情况时，就会直接在原来的内存空间之后追加空间，原本内存空间中的值不发生变化，函数的返回值仍然是原来内存空间的起始地址。

  情况2：由于realloca在内存中开辟的空间是连续的。所以就有可能存在在原来的空间之后没有足够的空间的情况。此时realloc函数就会在堆内存中寻找另一个合适的位置开辟空间，函数会返回新开辟的空间的起始地址，并且将原来内存中的数据拷贝进这零开辟的空间中，拷贝之后就会将原来的空间还给操作系统。

注意：当realloc开辟的空间较大时，就存在内存开辟失败的情况，此时realloc函数会返回一个空指针，所以在使用realloc函数时，一定要对其返回值是否为空进行检查。