c语言—动态内存管理
一.为什么存在动态内存开辟
开辟空间的特点：
空间开辟大小是固定的
数组在申明时，必须指定数组长度，她所需要的内存在编译时分配
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。
这时候就只能试试动态存开辟了
二.动态内存函数的介绍
1.malloc和free
void*malloc(size_t size);这个函数向内存申请一块连续的内存空间，并返回这块空间的指针。
如果开辟成功，则返回一个指向这块空间的指针
如果开辟失败，这返回一个NULL，因此malloc函数的返回值一定要做检查
返回的类型是void*，所以malloc函数并不知到开辟空间的类型，具体在使用时使用者自己决定
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
free函数使用来释放动态开辟的内存的
void free(void*ptr)如果参数ptr指向的空间不是动态内存开辟的，那么free函数的行为是未定义的
如果ptr是NULL，则free函数什么都不做
注：malloc和free都声明在stdlib.h的文件中
例：
#includeint main()
{int num=0；scanf("%d",&num)；int arr[num]=0;//变长数组int*ptr=NULL；ptr=(int*)malloc(num*sizeof(int))；if(NULL!=ptr)//判读ptr是否为空指针{int i=0；for(i=0;i 虽然程序结束后被开辟的内存空间会被释放，但是这样浪费的很多空间，而free能够充分利用内存空间。
最后虽然free(ptr)释放了开辟的动态空间，但是ptr仍然指向那个空间的地址，所以要将ptr设置为空指针来避免空间被不会好意的人通过ptr找到。
2.calloc
void*callor(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：
#include
#include
int main()
{int* p = calloc(10, sizeof(int));if(NULL != p){//使用空间}free(p);p = NULL;return 0;
} 
3.realloc
realloc函数的出现让动态内存管理更加灵活
realloc 函数就可以做到对动态开辟内存大小
的调整。
void*realloc(void*str,size_t size);ptr是要调整的内存地址
size是调整之后的内存大小
返回调整之后内存的起始位置
这个函数在调整原内存空间的大小的基础上，还会将原内存的数据移到新的空间里
realloc在调整内存空间时有两种情况
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
当是情况1的时候，要扩展的内存就在原有的内存之后追加新的空间，原来的数据不发生改变。
当是情况2的时候，扩展的方式就是在堆空间上另找一个适合大小的连续空间使用。这样函数返回的是一个新的内存地址。
例：
int main()
{int* ptr = (int*)malloc(100);if (NULL == ptr){perror(ptr);}else{int i = 0;for(i=0;i<100;i++){*(ptr + i) = i;}}//扩展容量ptr = (int*)realioc(ptr, 1000);//这样可以吗？(如果申请失败会如何？)if (NULL == ptr){perror(ptr);}else{int i = 0;for(i=100;i<=1000;i++){*(ptr + i) = i;}free(ptr);ptr = NULL;return 0;
}不能像代码1一样操作，因为若(int*)realloc(ptr, 1000)中realloc开辟失败，返回的空指针赋给了ptr，
那么ptr被改掉，ptr指向的空间就找不到了
修改后：
int main()
{int* ptr = (int*)malloc(100);if (NULL == ptr){perror(ptr);}else{int i = 0;for (i = 0; i < 100; i++){*(ptr + i) = i;}}//扩展容量int* p = NULL;p=realloc(ptr, 1000);if (p == NULL){perror(p);}else{ptr = p;int i = 0;for (i = 100; i <= 1000; i++){*(ptr + i) = i;}}free(ptr);ptr = NULL;return 0;
}三.常见的动态内存错误
1.对空指针的解引用操作
void test()
{int* p = (int*)malloc(INT_MAX);*p = 20;//如果p是空指针就会有问题free(p);
}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);
}3.对非动态开辟内存使用free释放
void test()
{int a = 10;int* p = &a;free(p);
}4.使用free释放动态开辟内存的一部分
void test()
{int* p = (int*)malloc(10 * sizeof(int));p++;free(p);//p不再指向动态内存的起始位置
}5.对同一块内存多次释放
void test()
{int *p = (int *)malloc(100);free(p);free(p);//重复释放
}6.动态内存开辟忘记释放（内存泄漏）
void test()
{int *p = (int *)malloc(100);if(NULL != p){*p = 20;}
}
int main()
{test();while(1);
}注：忘记释放不再使用的动态开辟的空间会造成内存泄漏