C语言动态内存管理以及开辟的注意事项⚠️

Posted 2021-08-30 SuchABigBug

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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了C语言动态内存管理以及开辟的注意事项⚠️相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

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

如果开辟成功，则返回一个指向开辟好空间的指针。
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。
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：

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
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

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
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
使用free释放非动态开辟的空间
使用free释放动态内存中的一部分
对同一块动态开辟的空间多次释放
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);