【C语言】动态内存管理以及开辟的注意事项⚠️

￡神魔★判官ぃ 2022-08-29 05:43 116阅读 0赞

### 目录 ###

*  一、为什么存在动态内存
 *  二、动态内存函数
 *   *  1. malloc
     *  2. calloc
     *  3. realloc
 *  三、动态内存开辟注意事项
 *  四、柔性数组

# 一、为什么存在动态内存 #

一般数组开辟空间是连续固定大小的，数组必须申明制定大小的长度，但在现实生活中的数据我们不可能一棒子打死，假设服务器就开辟了固定大小的空间给用户使用，如果数据溢出就有问题了，相反，如果开辟的太大就会存在空间浪费！  
而动态内存就很好的解决了这个问题，一开始开辟了一份空间，如果不够用再多分配一份，这样配置更加的灵活，便捷。

# 二、动态内存函数 #

## 1. malloc ##

我们使用`malloc`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

`void* malloc(size_t size);`  
注意这里返回的`void*指针`，我们需要根据不同的类型进行转换

1.  如果开辟成功，则返回一个指向开辟好空间的指针。
2.  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。
3.  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。

那么在C语言中，使用完动态内存是需要手动释放的，如果是服务器7\*24小时的在跑，这块内存一直没有释放很可能会出现问题

`void free(void* ptr);`

我们用free这个函数来释放动态开辟的内存，并记得把`指针指向NULL`

For Example:

#include <stdio.h>
    int main()
    {
        
    	//method1：
    	int num = 0;
    	scanf("%d", &num);
    	int arr[num] = {
        0};
    	
    	//method2:
    	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;//记得指向NULL
    	return 0; 
    }

## 2. calloc ##

calloc和malloc的区别在于初始化，calloc把开辟的空间的每个字节初始化为0 ，而malloc不会

## 3. realloc ##

realloc就是用来重新申请合适的内存空间，能够调整内存大小，通俗的说就是内存不够了再重新分配一个更大的空间。

这里关于开辟后返回的指针概念分两种情况：

1.  如果原有的内存空间之后有足够大的空间，返回原来的内存起始地址
2.  如果原有空间之后没有足够大的空间，在堆空间重新找一个更大的连续的空间，此函数返回一个新的内存地址，这里我们可以判断一下然后把原地址指向新的地址

# 三、动态内存开辟注意事项 #

1.  对NULL指针的解引用操作。如果能内存开辟太大，如  
    `malloc(1000000000* sizeof(int));`然后将值赋给ptr会导致非法访问
2.  对动态开辟空间的越界访问，结果forloop的时候用了100个，那么就越界访问了
3.  使用free释放非动态开辟的空间
4.  使用free释放动态内存中的一部分
5.  对同一块动态开辟的空间多次释放
6.  动态开辟的空间忘记释放，会导致内存泄漏问题

# 四、柔性数组 #

c99中，柔性数组是指结构中最后一个元素允许是未知大小的数组，这种叫柔性成员

typedef struct arr
    {
        
    	int i;
    	int a[0]; //柔性数组，或者 int a[];
    }arr;
    
    //使用方式
    arr *p = (arr*)malloc(sizeof(arr)+ 100*sizeof(int));
    p->i = 20;
    for(int i=0; i<100; ++i){
        
    	p->a[i] = i;
    }
    free(p);

柔性数组的特点：

1.  结构中的柔性数组成员前面必须**至少一个其他成员**
2.  sizeof返回的这种结构大小**不包括**柔性数组的内存
3.  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

使用柔性数组的好处：

1.  方便内存释放
2.  有利于访问速度，减少内存碎片

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