目录
·笔记
1.前言
? ? ? ? 动态内存概括为在我们运行程序中可以更改的内存，C语言中提供malloc、calloc、realloc动态内存开辟的库函数，以及必不可少的free内存释放函数，它们能够使内存利用得当，甚至灵活的调整内存大小，但是也存在必然的隐患，不过是可以排查消除的。
? ? ? ??内存五大分区 按照内存地址从高(0xffffffff)到低(0x00000000)的顺序排列,可分为5大分区:栈区 -> 堆区 -> 全局静态区 -> 常量区 -> 代码区。”
? ? ? ? 动态内存的开辟是在堆区上，我们平常大部分用的局部变量、函数参数等运行时分配、系统自动管理的是在栈区上，所以这可能对你来说是一篇温故而知新的知识，也可能对你来说是一个了如指掌的知识碎片,所以我会简单大致的概括、通俗易懂的讲解、直击重点的细节，多少会让你有些收获。
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
2.相关头文件
#include <stdio.h> /* printf, scanf, NULL */
#include <stdlib.h> /* malloc, realloc, calloc, free */
--------------------------------------------------------------------------------------
3.库函数介绍和使用
首先,是关键的库函数malloc和calloc!
1.malloc框架
void* malloc (size_t size);
2.calloc框架
void* calloc (size_t num, size_t size);
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
malloc和calloc异同点
1.相同点
? ? ? ? ? ??1.无符号整形(size_t)和size组成的含义是所要开辟内存的大小，以字节为单位
? ? ? ? ? ? 2.返回值void*表示适用于所有类型的指针来接收，并且需要强制类型转换来适应所要接受的类型指针
? ? ? ? ? ? 3.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、calloc以及realloc的返回值一定要做检查(例如设置一个指针来存放返回的地址，判断是否为NULL，如果不为NULL，再使用要使用的指针来存放，这样可以避免本身要使用的指针值改变)。
? ? ? ? ? ? 4.如果参数 size 为0，标准是未定义的，取决于编译器。
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
2.不同点
????????????1.malloc开辟的空间是未初始化的，calloc默认初始化为0，单位为字节
? ? ? ? ? ? 2.calloc中num参数表示要开辟num个size大小的字节,比如calloc(3,4);表示开辟3个大小为4个字节的内存块,可以使用在数组中
? ? ? ? ? ? 3.相比于malloc，calloc的初始化显得更胜一筹，对于使用建议是calloc
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
3.free框架
void free (void* ptr);
重点！free，free，free！再使用malloc等一系列动态内存开辟相关库函数是一定！一定! 一定要配合free来使用！
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
4.malloc的使用
综上我们来串代码尝尝鲜(非常重要哦,理论与实践相结合哦)~~~综上我们来串代码尝尝鲜(非常重要哦,理论与实践相结合哦)~~~
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main()
{
int* ptr = (int*)malloc(40);
//因为这里我们只做演示，对于有价值的指针需要新开一个指针来存放且判断从而再将
//malloc开辟的指针放入这个有价值的指针
if (ptr == NULL)
{
perror("malloc");
//或者printf("%s",strerror(errno)); 不过strerror头文件是string.h errno头文件是errno.h
//相比你也能看出来perror更简洁方便，没错，它的使用是在终端上打印""双引号里面的内容+一个：冒号+错误信息
//直接打印使用perror，如果只想要错误码就使用strerror(errno),因为error存放的是程序的错误码，
//strerror是将错误码转换成字符串，不以%s字符串的形式打印就相当于得到了一个指针，指向这个错误信息。
return 1;
//设置返回值，防止继续执行，这个是必不可少的。
}
int i = 0;
for (i = 0; i < 10; i++)
{
printf("%d ", *(ptr + i));
}
//必不可少的使用后free 和 NULL置空
free(ptr);
ptr = NULL;
return 0;
}
笔记
其中知识点：perror、strerror与错误码相关
易错点：忘记判断NULL，忘记free和指针置空
free释放（返还）空间,但不会置为空指针，防止它是野指针、防止内存泄漏(不用，占用空间),需要手动置为空指针,所以记住开辟堆区空间的库函数要和free要一起使用
扩展：free不释放等程序结束也能自动回收内存空间
5.calloc的使用
#include <string.h>
#include <errno.h>
int main()
{
int* ptr = calloc(10, 4);
if (ptr == NULL)
{
printf("%s", strerror(errno));
return 1;
}
int i = 0;
for (i = 0; i < 10; i++)
{
printf("%d ", *(ptr + i));
}
free(ptr);
ptr = NULL;
return 0;
}
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------其次，是重头戏realloc，这位更是重量级
6.realloc框架
void* realloc (void* ptr, size_t size);
?1.ptr 是要调整的内存地址
?2.size 调整之后新大小
?3.返回值为调整之后的内存起始位置。
7.realloc的使用
代码不能停，感受它的用处
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main()
{
int* p = (int*)calloc(10, sizeof(int));
if (p == NULL)
{
perror("calloc");
return 1;
}
//realloc从新分配大小为20个字节
int* ptr = (int*)realloc(p, 20 * sizeof(int));
if (ptr != NULL)
{
p = ptr;
}
//free释放
free(p);
p = NULL;
return 0;
}realloc在调整内存空间存在两种情况
1.原有空间有足够大的空间；
2.原有空间没有足够大的空间。
总结一句话:realloc开辟空间，后面空间足够时还是用原首地址，扩容(直接追加),空间不足够，会开辟一块新的空间，一次找一块连续的空间，把原来的内容拷贝到新的地址内，此时地址改变，如果找不到合适的空间来调整大小，这时返回空指针，所以不用原来的指针变量来接收值,防止值被改变
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
4.常见的动态内存错误
有下面两串代码尝尝鲜
//动态内存忘记释放、内存泄漏
int main()
{
int* p = (int*)malloc(100);
int flag = 0;
scanf("%d", &flag);//5
if (flag == 5)
return 1;//!!!
free(p);
p = NULL;
return 0;
}int* test()
{
int* p = (int*)malloc(100);
if (p == NULL)
{
return p;//1.避免对空指针解引用
}
return p;
}
int main()
{
int* ret = test();
//忘记释放开辟的动态内存
return 0;
}5.C/C++程序的内存开辟
?C/C++程序内存分配的几个区域
1. 栈区（stack）：在执行函数时，函数内局部变量的存储单元都可以在栈上创建，函数执行结
束时这些存储单元自动被释放。栈内存分配运算内置于处理器的指令集中，效率很高，但是
分配的内存容量有限。 栈区主要存放运行函数而分配的局部变量、函数参数、返回数据、返
回地址等。
2. 堆区（heap）：一般由程序员分配释放， 若程序员不释放，程序结束时可能由OS回收 。分
配方式类似于链表。
3. 数据段（静态区）（static）存放全局变量、静态数据。程序结束后由系统释放。
4. 代码段：存放函数体（类成员函数和全局函数）的二进制代码。
有了这幅图，我们就可以更好的理解在《C语言初识》中讲的static关键字修饰局部变量的例子了。
实际上普通的局部变量是在栈区分配空间的，栈区的特点是在上面创建的变量出了作用域就销毁。
但是被static修饰的变量存放在数据段（静态区），数据段的特点是在上面创建的变量，直到程序
结束才销毁,所以生命周期变长。
6.柔性数组
1.柔性数组的概念
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
利用柔性数组可以灵活开辟复杂对象的动态内存大小，有效的合理分配内存，这与动态内存相关，所以避免不了free对动态内存开辟的指针进行释放且手动置为NULL空指针。
2.柔性数组的特点
? ? ? ? 1.结构体中最后一个成员是个数组，数组元素个数为空或者是0。
????????2.结构中的柔性数组成员前面必须至少一个其他成员。
????????3.sizeof 返回的这种结构大小不包括柔性数组的内存。
????????4.包含柔性数组成员的结构用malloc ()函数进行内存的动态分配，并且分配的内存应该大于结构的大小，以适应柔性数组的预期大小。
3.柔性数组的使用和优势
代码1是柔性数组的使用
Struct S
{
int i;
int arr[0];
}
int main()
{
int i = 0;
S* p = (S*)malloc(sizeof(S) + 100 * sizeof(int));
p->i = 100;
for (i = 0; i < 100; i++)
{
p->arr[i] = i;
}
free(p);
return 0;
}代码2是动态内存开辟的指针
typedef struct S
{
int i;
int* i2;
}S;
int main()
{
S* p = (S*)malloc(sizeof(S));
p->i = 100;
p->i2 = (int*)malloc(p->i * sizeof(int));
int i = 0;
for (i = 0; i < 100; i++)
{
p->i2[i] = i;
}
//释放空间
free(p->i2);
p->i2 = NULL;
free(p);
p = NULL;
return 0;
}柔性数组的优势之处
代码1的好处是方便内存释放，一次性分配内存，例如用户使用代码2时不知道需要释放两次，代码1用户做一次free就可以把所有的内存释放掉。其次，是有利于提高访问速度，因为是内存的开辟是连续的，也有益于减少内存碎片(没有被使用的一些内存)。