malloc，calloc，realloc及动态开辟内存常见错误

1.为什么存在动态内存管理？

我们已经掌握的内存开辟方式有：

int val = 20；//在栈空间上开辟四个字节

char arr[10] = {0}; //在栈空间上开辟10个字节的连续空间

但是这些开辟空间的方式开辟的空间大小是固定的，数组在声明的时候，也是必须指定大小。他们所需要的内存在编译时分配

而有些时候我们需要的空间大小在程序运行的时候才能知道，所以就要有一种动态内存分配的方式

动态开辟的内存都在堆上

2.如何动态的分配内存？

c语言提供了一个动态内存开辟的方式：

• malloc：向内存动态的申请一块空间
• 函数原型： void * malloc （size_t size）;
• 函数说明：

1）这个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

2）如果开辟成功，则返回一个指向开辟好空间的指针

3）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

4）返回值类型是void* ，所以malloc函数并不知道开辟空间的类型，具体在使用的时候由使用者自己来决定。

5）如果参数size为0，malloc的行为是标准为定义的，取决于编译器

 

c语言提供了另一个函数free，专门用来做动态内存的释放和回收的

• free：用来释放动态开辟的内存
• 函数原型： void free（void* prt）；
• 函数说明：

1）如果参数ptr指向的空间不是动态开辟的，那free函数的行为是未定义的

2）如果参数ptr是NULL指针，则函数什么事都不做

malloc和free都声明在头文件#include<stdlib.h>中

int main()
{
	int *ptr = NULL;
	ptr = (int*)malloc(10*sizeof(int));
	if (ptr != NULL)//一定要检查是否为空
	{
		printf("haha\n");
	}
	free(ptr);//一定要记得释放
	ptr = NULL;
        return 0；
}

//使用时要判断ptr是否为空，动态申请的内存一定要使用free（）释放，并且置空，否则可能引起内存泄漏的问题

 

• calloc：用来动态开辟内存，不同于malloc的是，它会进行初始化
• 函数原型：void* calloc（size_t num,size_t size）;
• 函数说明：

1）calloc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都初始化为0

2）与函数malloc的区别在于calloc会在返回地址之前把申请的所有空间的每个字节都初始化为0

int main()
{
	int *ptr = NULL;
	ptr = (int*)calloc(10, sizeof(int));
	if (NULL != ptr)
	{
		printf("haha\n");
	}
	free(ptr);
	ptr = NULL;
        return 0；
}

• realloc：可以对动态开辟的内存大小进行调整，realloc函数的出现使动态内存管理更加灵活，有时候我们申请的空间太大，或者太小了，就可以使用realloc对其进行调整
• 函数原型：void* realloc(void* ptr,size_t size);
• 函数说明：

1）ptr是要调整的内存地址

2）size是调整之后的新大小

3）返回值为调整直观的内存起始位置

4）这个函数在调整原内存空间大小的基础上，还会将原来内存中的数据移动带新的空间

 

• realloc函数在调整内存空间存的时候在俩种情况

1）原有空间之后有足够大的空间

2）原有空间之后没有足够的空间

int main()
{
	int *ptr = (int*)malloc(10 * sizeof(int));
	int * newptr = NULL;
	newptr = (int*)realloc(ptr, 100);
	if (NULL != newptr)
	{
		printf("haha");
	}
	free(newptr);
        return 0;
}

3.常见的动态内存错误

• 对NULL指针进行解引用操作

   void test()
  {
      int * ptr = (int*)malloc(10*sizeof(int));
      *ptr = 20;
      free(ptr);
  }

  //如果开辟内存失败，ptr=NULL，对空指针进行解引用会出错，所以使用前要先判断ptr是否为NULL

• 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=10的时候越界访问
	}
	free(p);
}

• 对非动态开辟内存的释放，栈上申请的空间，不需要用free释放
• 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++;
  	free(p);
  }

  //p++后不在指向动态内存的起始位置，malloc申请，释放的空间都是整体的，不能局部释放

• 对一块动态内存释放多次
• 动态开辟的空间忘记释放（内存泄漏），切记动态开辟的空间一定要释放，并且要正确的释放