C语言之动态分配内存

1. malloc()函数和free()函数

首先，我们应该知道。所有的程序都必须留出足够的内存空间来存储所使用的数据，所以我们常常会预先给程序开辟好内存空间，然后进行操作，但事实上另一种选择，能够让内存分配自己主动进行下去。

对于传统数组，会遇到这种问题：

int arr[5] ;

对这个数组我们在定义的时候必须给提前开辟好空间。而且在程序运行的过程中，这个开辟的内存空间是一直存在的。除非等到这个函数运行完成，才会将空间释放。

另一个问题就是这个数组在程序中无法被改动。

这些问题给我们造成了一些使用上的不方便，所以，C中提供了malloc()函数。
关于malloc()函数。这个函数它接受一个參数：就是所需的内存的字节数。然后malloc()找到可用内存中那一个大小适合的块。在这个过程中，malloc()能够来返回那块内存第一个字节的地址。所以。也就意味了我们能够使用指针来操作。malloc()能够用来返回数组指针、结构指针等等。所以我们须要把返回值的类型指派为适当的类型。当malloc()找不到所需的空间时。它将返回空指针。

例：

double *p;
p=(double*)malloc(30*sizeof(double));

在这个程序中，首先开辟了30个double类型的空间，然后把p指向这个空间的位置。在这里的指针是指向第一个double值。

并非我们所有开辟的30个double的空间。

这就和数组一样，指向数组的指针式指向数组首元素的地址，并非整个数组的元素。所以，在这里我们的操作也和数组是一样的，
p[0]就是第一个元素。p[2]就是第二个元素。
至此。我们就能够掌握到一种声明动态数组的方法。

int arr[n];
p=(int *)malloc(n*sizeof(int));
//我们在这里使用的时候要元素个数乘类型字节长度。这样就达到了动态开辟内存空间。

当我们使用malloc()开辟完内存空间以后，我们所要考虑的就是释放内存空间，在这里，C给我们提供了free()函数。

free()的參数就是malloc()函数所返回的地址，释放先前malloc()函数所开辟的空间。
例：
对于上面我们所开辟的空间进行释放，那么我们就能够这样

free(p);

程序还调用了exit()函数，这个函数是在内存分配失败时结束程序。
程序样例：

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include<stdio.h>
#include<malloc.h>//malloc()函数被包括在malloc.h里面
#include<stdlib.h>
int main(void)
{
    char*a = NULL;//声明一个指向a的char*类型的指针
    a = (char*)malloc(100 * sizeof(char));//使用malloc分配内存的首地址。然后赋值给a
    if (!a)//假设malloc失败。能够得到一些log
    {
        perror("malloc");
        return-1;
    }
    sprintf(a, "%s", "HelloWorld
");//"HelloWorld
"写入a指向的地址
    printf("%s
", a);//输出用户输入的数据
    free(a);//释放掉使用的内存地址
    system("pause");
    return 0;//例2有无内存泄露？
}

这个程序主要用来检測malloc返回值条件有误。
在这里我们须要注意,在C中，类型指派(char *)是可选的，可是在C++中这个是必须有的，所以使用类型指派将使把C程序移植到C++更easy。

使用动态数组，主要是为了获得程序的灵活性。我们嗯能够须要多少个元素就让数组开辟多少个。。

不须要浪费空间

2.free()的重要性

在我们使用malloc()函数的时候。分配的内存是会添加的，当我们使用free()函数时，能够释放内存。
比如：

...

int main()
{
    double glad[2000];
    int i;
    ...
    for(i=0;i<1000;i++)
        gobble(glad,2000);
    ...
}
void gobble（double arr[],int n)
{
    double *temp=(double *)malloc(n*sizeof（double));
    ...
}

在这个程序其中我们使用了malloc()函数，可是我们没有使用free()函数，在这个程序中，我们首先进入gobble()函数，穿件了指针temp，而且使用了malloc（）函数。可是除了gobble（）函数之后，指针作为一个变量消失了，可是所开辟的内存是依旧存在的，我们依旧开辟了16000个字节的内存。

可是我们却无法去訪问这些内存。由于他们的地址不见了。由于没有调用free（）函数，这段内存也不能再此使用了。
这样依次循环。总共运行for循环1000次。终于导致了程序总共16000000个字节的内存无法使用，这样。内存肯定已经溢出了。

这样就会出现我们所说的程序泄漏问题，而free（）函数，正好攻克了这种的问题。

3.calloc（）函数和realloc（）函数

接下来。我们在认识两个关于内存分配的函数。calloc（）函数和realloc（）函数。
calloc（）函数与malloc（）函数有同样之处。也有类似之处。
例：

short *p;
newmem=(short *)calloc(1000，sizeof(short)); 

通过这个样例，我们能够知道calloc（）函数有两个參数。而且这两个函数都是size_t类型（unsigned int类型）的数。

第一个參数在这里所说的是所须要开辟的内存单元数量。第二个參数是每一个单元的字节的大小。

void *calloc(size_t ,size_t);

calloc（）函数另一个特性。它将块中的所有位都置为0。这也是calloc（）函数和malloc（）函数的差别，calloc（）函数和malloc（)函数的另外一个差别是他们请求内存数量的方式不一样。当然。free（）函数也能够来释放calloc（）函数分配的内存。

realloc（）函数用来改动一个原先已经分配的内存的大小。使用这个函数，你能够让一块内存增大还是缩小。当扩大时。这块内存原先的内容会依旧保留，新添加的加入到原先的后面。缩小时，该内存的尾部部分内存去掉，剩余保留。

注意：对于realloc（）函数。假设原先的内存无法改动。这时候realloc（）函数再会分配一块内存。而且把原先那块内存的内容拷贝到上面去。

所以。使用了realloc函数以后，你这时候在使用的就该是realloc函数返回的新指针了。当realloc函数的第一个參数是NULL时，这时候我们能够把它当作是malloc（）函数。

写博客已经半个月了，感觉问题还是非常多。希望大家多多指点。