[C++知识库]动态分配内存（1）

1、栈区，堆区，静态区分别存放什么

1. 栈区：局部变量、函数形式参数
2. 堆区：动态分配内存
3. 静态区：全局变量、静态变量

2、为什么进行动态内存分配

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
/*
上述的开辟空间的方式有两个特点：
    1. 空间开辟大小是固定的。

?   2. 数组在申明的时候，必须指定数组的长度，它所需要的内存在编译时分配。
*/

?3、动态内存函数介绍

? ?3.1malloc和free

????????C语言提供了一个动态内存开辟的函数：

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，则返回一个NULL指针，因此malloc的返回值一定要做检查。
• 返回值的类型是 void* ，所以malloc函数并不知道开辟空间的类型，具体在使用的时候使用者自己 来决定。
• 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。

当开辟空间失败了（INT_MAX是C语言自定义的宏可以查）

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free函数的行为是未定义的。
• 如果参数 ptr 是NULL指针，则函数什么事都不做。
• malloc和free都声明在 stdlib.h 头文件中。?

注意：malloc和free应该配套使用，用完了就还回去，虽然你不换到了return 0 的时候系统会自动回收空间，但是你如果在下面还有自己写的代码不还回空间是很危险的！！！

?

注意：虽然你free(p)释放了那个空间但是指针变量任然指向的是那个地方所以最好释放完空间之后给p赋值NULL；

3.2、calloc

C语言还提供了一个函数叫 calloc ， calloc 函数也用来动态内存分配?

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初始化为全0?
• calloc参数：告诉多少个元素，并且每个元素的大小是多少字节

注意：malloc效率高，calloc效率低因为要初始化。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main()
{
 int *p = (int*)calloc(10, sizeof(int));
 if(NULL != p)
 {
 //使用空间
    int i = 0;
    for(i = 0;i<10;i++){
        printf("%d",*(p+i));  
    }
 }

 free(p);
 p = NULL;
 return 0;
}

3.3realloc（调整开辟内存空间大小）

• realloc函数的出现让动态内存管理更加灵活。
• 有时会我们发现过去申请的空间太小了，有时候我们又会觉得申请的空间过大了，那为了合理的时 候内存，我们一定会对内存的大小做灵活的调整。
• 那 realloc 函数就可以做到对动态开辟内存大小的调整。?

void* realloc (void*ptr, size_t size);

• ptr 是要调整的内存地址
• size 调整之后新大小 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大小的基础上，还会将原来内存中的数据移动到新的空间。
• 第一个参数是：你要调整那块空间的地址，第二个参数是你要调整空间的字节?
• realloc在调整内存空间的是存在两种情况：
  • 情况1：原有空间之后有足够大的空间
  • 情况2：原有空间之后没有足够大的空间

realloc函数使用注意事项：

• 情况1 当是情况1 的时候，要扩展内存就直接原有内存之后直接追加空间，原来空间的数据不发生变化（还是原来的地址）。
• 情况2 当是情况2 的时候，原有空间之后没有足够多的空间时，扩展的方法是：在堆空间上另找一个合适大小的连续空间来使用。这样函数返回的是一个新的内存地址。
  • 情况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的地址。
  • 情况2：如果p指向的空间之后没有足够的内存空间可以追加，则realloc函数会重新找一个新的内存区域开辟一个新的空间，并把原来的内存数据拷贝过来，释放旧的内存空间最后返回一新开辟内存空间的地址
  • 得用一个新的变量来接收realloc函数的返回值如果你开辟的太大可能给你返回空指针。

4、常见动态内存分配错误?

• 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
  }

• 对同一块动态内存多次释放

  void test()
  {
   int *p = (int *)malloc(100);
   free(p);
   free(p);//重复释放
  }
  

• 动态开辟内存忘记释放（内存泄漏）

  void test()
  {
   int *p = (int *)malloc(100);
   if(NULL != p)
   {
   *p = 20;
   }
  }
  int main()
  {
   test();
   while(1);
  }
  

  ?总结：动态开辟的空间一定要释放，并且正确释放。

????????????????

????????