C语言系列 小白入门参考资料 动态内存管理

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目录

1.为什么要有动态内存

2.动态内存管理函数

2.1  malloc 函数 

2. 2  free函数

2.3  calloc函数

2.4  realloc函数

3.常见的动态内存错误

3.1 对NULL指针的解引用操作

3.2 对动态开辟空间的越界访问

3.3 对非动态开辟的内存使用free释放

3.4 使用free释放⼀块动态开辟内存的⼀部分

3.5 对同⼀块动态内存多次释放

3.6 动态开辟内存忘记释放（内存泄漏）  

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1.为什么要有动态内存

int n = 10;  // 4个字节int arr[20] = {0}; // 80个字节

当空间一定被申请好之后，我们就无法再调整空间了 。因此当我们需要更改内存空间时，用上述方法很难改变空间大小，所以接下来就需要我们四个动态内存管理函数。

2.动态内存管理函数

包含头文件

#include <stdlib.h>

        2.1  malloc 函数 

向内存申请指定大小的空间

void*  malloc  (size_t   size) ; 

#include <stdio.h>#include <stdlib.h>int main(){int* p = (int*)malloc(20);if (p == NULL){perror("malloc");return 1;// 此处作用是，当 p为空指针时  及时在主函数返回值  防止继续向下执行语句}free(p);p = NULL;}

void* 表示 malloc函数开辟的空间返回的起始地址，可以用任何类型的指针类型接收  malloc函数使用之后会产生两个结果

        1. 开辟空间成功，返回开辟空间的起始地址

        2.开辟空间失败，返回NULL指针, 因此得到返回值之前，一定要做好对返回值的检查

(size_t size) 表示输入自己想要开辟新空间的字节大小 

        2. 2  free函数

释放动态函数申请的空间

void free (void* ptr)

void* ptr  表示要传入函数的参数一定要是起始地址

//接下来我们简单展示free函数，并且展示如何防止出现错误int main(){int* p = (int*)malloc(20); free(p); // 将动态申请的空间还给操作系统p = NULL;}

这里加 p = NULL; 的原因是 指针变量p被free（p所指向的空间被还给操作系统）之后，p为野指针。所以一定要加 p = NULL  限制指针变量p。

        2.3  calloc函数

向内存申请空间并全部初始化

void* calloc (size_t num, size_t size)

void* 表示返回新内存空间的起始位置size_t num 想要申请空间的类型个数size_t size  想要申请空间的类型   例：（ 5, sizeof(int) ） calloc 会将申请的空间内容全部初始化

#include <stdio.h>#include <stdlib.h>int main(){int* p = (int*)calloc(5, sizeof(int));if (p == NULL){perror("calloc");return 1;}free(p);p = NULL;}

        2.4  realloc函数 

void*  realloc  (void* ptr  ,  size_t  size)

void* ptr  表示传入需要变更地址大小的起始位置size_t size  表示 调整之后新空间的大小void*  表示返回新内存的起始位置

与其他函数不同的是，realloc函数返回的结果可能有三种情况 

情况1 ：

可以正常分配

情况2 ：

不可以在原位置继续向后申请空间时,会发生

1.在堆区的内存中找一个新的内存，并且按照新的大小要求开辟一份空间

2.会将原来的空间数据拷贝一份到新的空间

3.释放旧的空间

4.返回新的内存空间的起始地址

情况3 ：

空间调整失败，返回空指针(几率很小，除非人为)但还是要设置条件判断，防止此类情况发生。

3.常见的动态内存错误

 3.1 对NULL指针的解引用操作

void test() { int *p = (int *)malloc(INT_MAX/4);//因为申请字节空间过大，可能会导致malloc函数返回NULL指针 *p = 20;//如果p的值是NULL，就会有问题 free(p); }

3.2 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) { return 1; // 如果指针为NULL及时返回值，防止代码继续向下执行 } for(i=0; i<=10; i++) { *(p+i) = i;//当i是10的时候越界访问 } free(p); }

3.3 对非动态开辟的内存使用free释放

 void test() { int a = 10; int *p = &a; free(p);  //  没什么说的，错的太离谱了 }

3.4 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++;// p++之后已经在p的初始位置向后 加了一位，而free函数要求传入起始地址 free(p);//p不再指向动态内存的起始位置 }

3.5 对同⼀块动态内存多次释放

void test() { int *p = (int *)malloc(100); free(p); free(p);//重复释放 }

3.6 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); // 你想干嘛，哥们，是不是申请的空间，忘free了}

忘记释放不再使用的动态开辟的空 间会造成内存泄漏。 切记：动态开辟的空间⼀定要释放，并且正确释放。

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