C语言之动态分配内存

1. malloc()函数和free()函数

首先，我们应该知道，所有的程序都必须留出足够的内存空间来存储所使用的数据，所以我们经常会预先给程序开辟好内存空间，然后进行操作，但其实还有一种选择，能够让内存分配自动进行下去。

对于传统数组，会遇到这样的问题：

int arr[5] ;

对这个数组我们在定义的时候必须给提前开辟好空间，并且在程序执行的过程中，这个开辟的内存空间是一直存在的，除非等到这个函数执行完毕，才会将空间释放。还有一个问题就是这个数组在程序中无法被修改。
这些问题给我们造成了一些使用上的不方便，所以，C中提供了malloc()函数。
关于malloc()函数，这个函数它接受一个参数：就是所需的内存的字节数。然后malloc()找到可用内存中那一个大小适合的块。在这个过程中，malloc()可以来返回那块内存第一个字节的地址。所以，也就意味了我们可以使用指针来操作。malloc()可以用来返回数组指针、结构指针等等，所以我们需要把返回值的类型指派为适当的类型。当malloc()找不到所需的空间时，它将返回空指针。
例：

double *p;
p=(double*)malloc(30*sizeof(double));

在这个程序中，首先开辟了30个double类型的空间，然后把p指向这个空间的位置。在这里的指针是指向第一个double值。并不是我们全部开辟的30个double的空间。这就和数组一样，指向数组的指针式指向数组首元素的地址，并不是整个数组的元素。所以，在这里我们的操作也和数组是一样的，
p[0]就是第一个元素，p[2]就是第二个元素。
至此，我们就可以掌握到一种声明动态数组的方法。

int arr[n];
p=(int *)malloc(n*sizeof(int));
//我们在这里使用的时候要元素个数乘类型字节长度，这样就达到了动态开辟内存空间。

当我们使用malloc()开辟完内存空间以后，我们所要考虑的就是释放内存空间，在这里，C给我们提供了free()函数。free()的参数就是malloc()函数所返回的地址，释放先前malloc()函数所开辟的空间。
例：
对于上面我们所开辟的空间进行释放，那么我们就可以这样

free(p);

程序还调用了exit()函数，这个函数是在内存分配失败时结束程序。
程序例子：


#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include<stdio.h>
#include<malloc.h>//malloc()函数被包含在malloc.h里面
#include<stdlib.h>
int main(void)
{char*a = NULL;//声明一个指向a的char*类型的指针a = (char*)malloc(100 * sizeof(char));//使用malloc分配内存的首地址，然后赋值给aif (!a)//如果malloc失败，可以得到一些log{perror("malloc");return-1;}sprintf(a, "%s", "HelloWorld\n");//"HelloWorld\n"写入a指向的地址printf("%s\n", a);//输出用户输入的数据free(a);//释放掉使用的内存地址system("pause");return 0;//例2有无内存泄露？
}

这个程序主要用来检测malloc返回值条件有误。
在这里我们需要注意,在C中，类型指派(char *)是可选的，但是在C++中这个是必须有的，所以使用类型指派将使把C程序移植到C++更容易。

使用动态数组，主要是为了获得程序的灵活性。我们嗯可以需要多少个元素就让数组开辟多少个，。不需要浪费空间

2.free()的重要性

在我们使用malloc()函数的时候，分配的内存是会增加的，当我们使用free()函数时，可以释放内存。
例如：

...int main()
{double glad[2000];int i;...for(i=0;i<1000;i++)gobble(glad,2000);...
}
void gobble（double arr[],int n)
{double *temp=(double *)malloc(n*sizeof（double));...
}

在这个程序当中我们使用了malloc()函数，但是我们没有使用free()函数，在这个程序中，我们首先进入gobble()函数，穿件了指针temp，并且使用了malloc（）函数。但是除了gobble（）函数之后，指针作为一个变量消失了，但是所开辟的内存是依然存在的，我们依然开辟了16000个字节的内存。但是我们却无法去访问这些内存，因为他们的地址不见了。因为没有调用free（）函数，这段内存也不能再此使用了。
这样依次循环，总共执行for循环1000次，最终导致了程序总共16000000个字节的内存无法使用，这样，内存肯定已经溢出了。这样就会出现我们所说的程序泄漏问题，而free（）函数，正好解决了这种的问题。

3.calloc（）函数和realloc（）函数

接下来，我们在认识两个关于内存分配的函数。calloc（）函数和realloc（）函数。
calloc（）函数与malloc（）函数有相同之处，也有相似之处。
例：

short *p;
newmem=(short *)calloc(1000，sizeof(short));

通过这个例子，我们可以知道calloc（）函数有两个参数，并且这两个函数都是size_t类型（unsigned int类型）的数。第一个参数在这里所说的是所需要开辟的内存单元数量，第二个参数是每个单元的字节的大小。

void *calloc(size_t ,size_t);

calloc（）函数还有一个特性，它将块中的全部位都置为0。这也是calloc（）函数和malloc（）函数的区别，calloc（）函数和malloc（)函数的另外一个区别是他们请求内存数量的方式不一样。当然，free（）函数也可以来释放calloc（）函数分配的内存。

realloc（）函数用来修改一个原先已经分配的内存的大小。使用这个函数，你可以让一块内存增大还是缩小。当扩大时，这块内存原先的内容会依然保留，新增加的添加到原先的后面。缩小时，该内存的尾部部分内存去掉，剩余保留。

注意：对于realloc（）函数，如果原先的内存无法修改，这时候realloc（）函数再会分配一块内存，并且把原先那块内存的内容复制到上面去。所以，使用了realloc函数以后，你这时候在使用的就该是realloc函数返回的新指针了。当realloc函数的第一个参数是NULL时，这时候我们可以把它当作是malloc（）函数。

写博客已经半个月了，感觉问题还是很多，希望大家多多指点。