【C语言】3天速刷C语言（动态内存）
章节重点
为什么存在动态内存分配
动态内存函数的介绍
malloc、free、calloc、realloc
常见的动态内存错误
经典笔试题
柔性数组
为什么存在动态内存分配
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
但是上述的开辟方式有俩特点
开辟空间大小是固定的
数组在声明的时候，必须指定数组的长度，它所需的内存在编译时分配。
对于空间的需求，不仅仅是上述的情况。有的时候我们需要的空间大小在程序运行的时候才能知道，那数组的编译时开辟空间的方式就不能满足了。这个时候只能动态开辟内存了。
动态内存函数的介绍
malloc和free
http://www.cplusplus.com/reference/cstdlib/malloc/?kw=malloc
http://www.cplusplus.com/reference/cstdlib/free/
void* malloc ( size_t size );
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。
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，返回一个NULL指针，因此malloc的返回值一定要检查。
返回值的类型是void*，所以malloc函数并不知道开辟空间的的类型，具体在使用的时候使用者自己决定。
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。
C语言提供了另外一个函数free，专门是用来做动态内存的释放和回收的，函数原型如下：
void free (void* ptr);free函数是用来释放动态开辟的内存
如果参数ptr指向的空间不是动态开辟的，那么free函数的行为就是未定义的。
如果参数ptr是NULL指针，则函数什么事都不做。
malloc和free声明都在stdlib.h头文件中。
#include
int main()
{//代码1int num = 0;scanf("%d", &num);int arr[num] = {0};//代码2int* 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 calloc
http://www.cplusplus.com/reference/cstdlib/calloc/
C语言还提供了一个函数叫做calloc，calloc函数也是用来分配动态内存的，原型如下：
void* calloc (size_t num, size_t size);
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初始化为0.
与函数malloc的区别只在于calloc会在返回地址之前把申请的空间的每个字节全部初始化为0.
所以按要求来使用calloc函数就行。
realloc
http://www.cplusplus.com/reference/cstdlib/realloc/?kw=realloc
realloc函数的出现让动态内存管理更加灵活。
有时候我们发现过去申请的空间太小了，有时候又太大了，为了更加合理，我们会对内存大小做一个灵活调整，那realloc函数就可以做到对动态开辟内存大小的调整，函数原型如下：
void* realloc (void* ptr, size_t size);
ptr是要调整的内存地址
size调整之后的新大小
返回值为调整之后的内存起始位置
这个函数调整原内存空间的大小的基础上，会将原来内存中的数据移到新的空间
realloc再调整内存空间的是存在两种情况
原空间只后又足够大的空间
原空间之后没有足够大的空间
情况一就直接在原空间后面追加；情况二是在顿空间上另找一个大小合适的空间使用，这样函数返回的就是一个新的内存地址。
常见的动态内存错误
对NULL指针的解引用操作
void test()
{int *p = (int *)malloc(INT_MAX/4);*p = 20;//如果p的值是NULL，就会有问题free(p);
}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是10的时候越界访问}free(p);
}对非动态开辟内存使用free释放
void test()
{int a = 10;int *p = &a;free(p);//ok?
}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不再指向动态内存的起始位置
}对同一块动态内存的多次释放
void test()
{int *p = (int *)malloc(100);free(p);free(p);//重复释放
}动态内存开辟内存忘记释放（内存泄漏）
void test()
{int *p = (int *)malloc(100);if(NULL != p){*p = 20;}
}
int main()
{test();while(1);
}经典笔试题
void GetMemory(char *p)
{p = (char *)malloc(100);
}
void Test(void)
{char *str = NULL;GetMemory(str);strcpy(str, "hello world");printf(str);
}试问运行结果：“ ”
char *GetMemory(void)
{char p[] = "hello world";return p;
}
void Test(void)
{char *str = NULL;str = GetMemory();printf(str);
}试问运行结果：“ ”
void GetMemory(char **p, int num)
{*p = (char *)malloc(num);
}
void Test(void)
{char *str = NULL;GetMemory(&str, 100);strcpy(str, "hello");printf(str);
}试问运行结果：“hello”
void test(void)
{char *str = (char *)malloc(100);strcpy(str,"hello");free(str);if(str != NUll);
{ strcpy(str,"world");printf(str);
}试问运行结果：“ ”
柔性数组
flexible array.
C99中，结构中的最后一个元素允许是未知大小的数组，这就叫做柔性数组成员。
例如：
typedef struct st_type
{int i;int a[0];//柔性数组成员
}type_a;有些编译器会报错，可以改成：
typedef struct st_type
{int i;int a[];//柔性数组成员
}type_a;
柔性数组的特点
结构中的柔性数组成员前面必须至少一个其他成员
sizeof返回的这种结构体大小不包括柔性数组成员
包含瘦西湖那个数组成员的结构用malloc()进行内存动态分配，并且分配的内存应该大于结构体大小，以适应柔性数组预期大小。
例如
typedef struct st_type
{int i;int a[0];//柔性数组成员
}type_a;
printf("%d\n", sizeof(type_a));//输出的是4柔性数组的使用
//代码1
int i = 0;
type_a *p = (type_a*)malloc(sizeof(type_a)+100*sizeof(int));
//业务处理
p->i = 100;
for(i=0; i<100; i++)
{p->a[i] = i;
}
free(p);这样的柔性数组，相当于获得可一百个整形元素的连续空间
柔性数组的优势
上述type_a结构也可以设计为
//代码2
typedef struct st_type
{int i;int *p_a;
}type_a;
type_a *p = malloc(sizeof(type_a));
p->i = 100;
p->p_a = (int *)malloc(p->i*sizeof(int));
//业务处理
for(i=0; i<100; i++)
{p->p_a[i] = i;
}
//释放空间
free(p->p_a);
p->p_a = NULL;
free(p);
p = NULL;方法二和方法一功能相同，但是方法一有两个好处
方便释放内存
有利于访问速度