动态内存开辟（C语言）

推荐一个C语言手册网站：cplusplus.com

头文件： #include<stdlib.h>

&nbsp;

 #include<malloc.h>

内存的三个区域

如下图所示

为什么要使用动态内存开辟

目前我们所知道的向内存申请空间的方法有两种：

（1）创建一个变量（如 int a; 就向内存申请了四个字节的空间大小）。

（2）创建一个数组。

但比如创建一个50元素的数组（int a[50]）就一定会发生内存浪费或者不够的现象，

为了使用多大内存就申请多大内存的空间

，我们就可以使用动态内存开辟（在堆区）。

动态内存分配的函数

free

函数free专门是用来做动态内存的释放和回收的，即当动态申请的空间不再使用时，应还给操作系统。

说简单点就是你申请了就要还回去。

虽然不用free函数，在程序执行结束后，系统会自动将你申请的内存释放，但如果你申请过一次，还剩空间不想用了，主程序又没执行完，那你应该先释放掉这些内存，让给别人申请使用。

使用方法：

比如之前你定义了一个指针p，在结尾用

free(p);
p=NULL；


Q：

为什么还要把p赋值成空指针呢？我不是已经释放掉了吗？

A：

p虽然还给操作系统，但依然有能力找到你刚才申请的这块空间，所以再给p赋一个空指针。

malloc

翻阅手册我们可以看到malloc函数的使用为

void* malloc (size_t size);

直接上案例

int* p = (int*) malloc (10* sizeof(int));

（1）上面的代码就是向内存申请了10个int字节的空间，现在的编译器中int一般为4字节大小，10个int就是40字节大小，也可以直接打40。

（2）因为malloc的返回类型为void* ，会报警告，需要强制类型转换。

（3）当没有足够的空间时，malloc会返回一个

空指针

（NULL）。

打印错误原因的一种方式

这个算是题外话了。

当我们想知道我们程序什么出错时（比如内存申请失败）。可以用下面的函数。

#include<string.h>
#include<errno.h>
#include<stdio.h>
printf(&quot;%s\n&quot;,strerror(errno));


stdio.h对应printf , errno.h对应errno ， string.h对应strerror

由malloc和free的实例演示

#include<stdio.h>
#include<malloc.h>
#include<stdlib.h>
#include<string.h>
#include<errno.h>
 
int main()
{
 int* p = (int*)malloc(10 * sizeof(int));
 if (p == NULL)
 printf(&quot;%s\n&quot;, strerror(errno));
 else
 {
 int i = 0;
 for (i = 0; i < 10; i++)
 {
 *(p + i) = i; 
 }
 for (i = 0; i < 10; i++)
 {
 printf(&quot;%d &quot;, *(p + i));
 }
 }
 free(p);
 p = NULL;
 
 return 0;
}


注释：（1）引入头文件不可少。

（2）这里我申请了40个字节空间大小（10*sizeof(int) ），并用一个int *类型的指针p指向了这个空间的首地址。

（3）if语句判断申请内存成不成功，还记得我们上面说的吗？当没有足够的空间时，malloc会返回一个空指针（NULL）。

（4）else语句里是将0-9这些数字放入这些内存当中，i=0时

p=0，i=1时，

（p+1）=1。以此类推

（5）打印出放入到这块空间的数字。

（6）释放掉这块空间，将p赋为空指针。

打印出的结果如下

注：如果使用比较新的vs（比如2022版）使用strerror时要在程序最上面加上

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS

realloc

realloc的作用是可以调整动态开辟内存空间的大小。

假设本来使用malloc申请20字节空间，不够了，我希望有40字节空间。

那么就可以使用以下代码

int* p = (int*)malloc(20);
int* p2 = realloc(p, 40);


注意事项：

Q：

为什么用一个新的p2不再用p？

（1）如果p指向的空间之后有足够的内存空间可以追加，则直接追加，后返回p。

（2）如果p指向的空间之后没有足够的空间可以追加，则ralloc函数会重新找一个新的内存南区域开辟一块满足需求的空间，

并且把原来内存中的数据拷贝回来

，释放旧的内存空间，最后返回新开辟的内存空间地址。

Q：

如果我还是想用原来的p不用p2怎么办？

（3）要用一个新变量接受realloc函数的返回值（上面就用的是p2）

看代码如下

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<string.h>
#include<errno.h>
 
int main()
{
 int* p = (int*)malloc(20);
 
 if (p == NULL)
 {
 printf(&quot;%s\n&quot;, strerror(errno));
 }
 else
 {
 int i = 0;
 for (i = 0; i < 5; i++)
 {
 *(p + i) = i;
 }
 }
 
 int* p2 = realloc(p, 40);
 
 if (p2 != NULL)
 {
 p = p2; //把p2的首地址又给了p，做到了衔接
 int i = 0;
 for (i = 5; i < 10; i++)
 {
 *(p + i) = i;
 }
 for (i = 0; i < 10; i++)
 {
 printf(&quot;%d &quot;, *(p + i));
 }
 }
 
 free(p);
 p = NULL;
 
 return 0;
}