动态内存分配

动态内存分配 1. malloc1.1函数原型1.2参数1.3特点1.4注意事项 2.calloc2.1函数原型2.2参数2.3特点2.4注意事项 3.realloc3.1函数原型3.2参数3.3特点3.4注意事项 4.free4.1 函数原型4.2参数4.3特点 结语

在 C 语言中，主要使用标准库函数 <stdlib.h> 中的几个函数来进行动态内存分配和释放，这些函数包括 malloc、calloc、realloc 和 free。

1. malloc

malloc 是 C 语言中动态内存分配函数之一，用于在程序运行时分配一块指定大小的内存空间。

1.1函数原型 void* malloc(size_t size); 1.2参数 size：表示要分配的内存大小，单位是字节。返回值: 成功时，返回一个指向分配的内存块的指针，该指针指向分配的内存空间的起始地址。 如果分配失败（例如内存不足），则返回 NULL。 1.3特点 动态分配：malloc 分配的内存是在堆区动态分配的，其大小由程序运行时决定，而不是在编译时确定。未初始化：malloc 分配的内存块内容是未初始化的，即内存中的值是随机的，可能包含垃圾数据。需要手动释放：使用 malloc 分配的内存必须通过 free 函数手动释放，否则会导致内存泄漏。 1.4注意事项 检查返回值：在使用 malloc 后，必须检查返回值是否为 NULL，以避免使用未成功分配的内存。释放内存：使用完 malloc 分配的内存后，必须调用 free 函数释放内存，避免内存泄漏。类型转换：要将类型强转为所需赋值相对应的指针. 2.calloc

calloc 是 C 语言中另一个动态内存分配函数，与 malloc 类似，但它在分配内存的同时会自动初始化内存为零。这使得 calloc 在某些场景下比 malloc 更安全和方便。

2.1函数原型 void* calloc(size_t num, size_t size); 2.2参数 num：要分配的元素数量。size：每个元素的大小（以字节为单位）。返回值 成功时，返回一个指向分配的内存块的指针，该指针指向的内存空间已被初始化为零。 如果分配失败（例如内存不足），则返回 NULL。 2.3特点 自动初始化：calloc 分配的内存会被初始化为零，这意味着分配的内存中所有字节的值都是 0。动态分配：与 malloc 一样，calloc 分配的内存位于堆区，其大小由程序运行时决定。需要手动释放：使用 calloc 分配的内存也必须通过 free 函数手动释放，否则会导致内存泄漏。 2.4注意事项

注意事项处与malloc大致相同,参考malloc; 如此,什么时候使用malloc什么时候使用calloc呢?

当你需要分配一块内存并确保其内容为零时，calloc 是更好的选择。如果你只需要分配内存而不关心初始值，malloc 可能更高效。 3.realloc

realloc 是 C 语言中用于重新分配动态内存的函数。它可以在运行时调整之前分配的内存块的大小，同时保留原有内存中的数据（如果可能）。这使得 realloc 非常适合在程序运行过程中动态调整内存需求。

3.1函数原型 void* realloc(void* ptr, size_t new_size); 3.2参数 ptr：指向之前通过 malloc、calloc 或 realloc 分配的内存块的指针。new_size：新的内存块大小（以字节为单位）。返回值 如果重新分配成功，返回指向新分配内存块的指针。如果 new_size 为零，realloc 会释放原内存块并返回 NULL。如果内存重新分配失败（例如内存不足），realloc 会返回 NULL，但原内存块保持不变。 3.3特点 动态调整大小：realloc 可以增大或减小内存块的大小。数据保留： 如果新大小大于原大小，原内存块中的数据保持不变，新增部分的内容未定义（可能包含垃圾数据）。 如果新大小小于原大小，原内存块中的数据会被截断，但保留的部分内容保持不变。内存移动：如果无法在原内存块的位置进行扩展或收缩，realloc 会分配一个新的内存块，并将原数据复制到新内存块中。此时，原内存块会被释放。需要手动释放：如果 realloc 返回的指针被赋值给原指针变量，且重新分配失败（返回 NULL），原内存块会被释放，导致数据丢失。因此，使用 realloc 时需要特别小心。 3.4注意事项 检查返回值：realloc 的返回值必须检查是否为 NULL，以避免使用无效指针。避免内存泄漏： 如果 realloc 返回 NULL，原内存块仍然有效，必须手动释放。 如果 realloc 成功，原指针变量必须更新为返回的新指针。内存移动：如果 realloc 分配了新的内存块，原内存块中的数据会被复制到新内存块中，原内存块会被释放。new_size 为零：如果 new_size 为零，realloc 会释放原内存块并返回 NULL。这种行为类似于 free，但需要特别注意，因为原指针不再有效。 使用场景 当你需要动态调整内存大小时，例如在读取文件内容时，根据文件大小动态调整缓冲区大小。 在实现动态数据结构（如动态数组、链表等）时，realloc 可以方便地调整内存大小。 4.free

free 是 C 语言中用于释放动态分配的内存的函数。它与 malloc、calloc 和 realloc 配合使用，用于释放这些函数分配的内存，从而避免内存泄漏。

4.1 函数原型 void free(void* ptr); 4.2参数

ptr：指向要释放的内存块的指针。该指针必须是之前通过 malloc、calloc 或 realloc 分配的内存块的起始地址。

4.3特点 释放内存：free 用于释放动态分配的内存。释放后，该内存块可以被系统重新分配给其他用途。避免重复释放：如果尝试释放一个已经被释放的指针，可能会导致未定义行为（如程序崩溃或数据损坏）。因此，释放内存后，通常将指针设置为 NULL，以避免悬挂指针问题。释放空指针：free(NULL) 是安全的，不会导致错误。这是一个有用的特性，可以在释放内存之前不检查指针是否为 NULL。不改变指针值：free 只释放指针指向的内存，但不会改变指针本身的值。因此，释放内存后，必须手动将指针设置为 NULL，以防止后续误用。 结语

总的来说,动态内存分配malloc是申请内存但不初始化,而calloc比malloc多了一个初始化数据的过程,并且两者申请内存的参数是不一样的.而realloc主要是用来来修改内存空间的大小.三者在使用完之后,都要将所申请的空间给释放掉,以免造成内存空间泄露等一系列问题.并且要将指针置空,不要造成野指针之一问题.