目录

一， 计算机中的内存

二，动态内存申请函数

2.1 头文件

2.2  malloc函数

2.3 free函数

2.3 calloc函数

2.4 realloc函数——调整空间函数

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  

2.5 经典笔试题

 1.

2. 

三，柔性数组

结语

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一， 计算机中的内存

    我们知道目前内存有，栈区，堆区，静态区。

C/C++程序内存分配的几个区域：

•   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。
•   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（操作系统）回收 。分配方式类似于链表。
•  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。
•  代码段：存放函数体（类成员函数和全局函数）的二进制代码。

 目前我们有这些开辟内存空间的方法：

int  h  = 100;             //  在静态区创建全局变量int main(){static  z  = 10;         // 变量储存在静态区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return 0;}

但是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。

但是对于空间的需求，不仅仅是上述的情况。有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。 这时候就只能试试动态存开辟了。 

二，动态内存申请函数

2.1 头文件

#include<stdlib.h>

2.2  malloc函数

void* malloc (size_t size);  // szie 字节数的意思，可以直接填数字

C语言提供了一个动态内存开辟的函数：

这个函数向内存堆区申请一块连续可用的随机空间，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。
• malloc可以申请0字节的空间，会返回一个没有空间的指针，不能访问。
• 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。

 运用：

int * a = (int *)malloc(4); // 4可以改成 sizeof(int)
if	(a == NULL)
{perror("malloc"); // 开辟失败打印原因
}

2.3 free函数

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。
• 当我们不释放动态申请的内存时，如果持续申请内存，那么电脑内存不断变少，没有内存时就会死鸡，当程序结束时，操作系统自动回收内存。
• 如果程序不结束，那么不回收的内存，会越来越多，这就是出现内存泄露问题。

2.3 calloc函数

void* calloc (size_t num, size_t size);

参数解析：

• num:  创建数据类型的个数。
• size:  每个数据类型所占的字节数。

特点： 

•  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。 

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main()
{int* a = (int*)malloc(8); // 2个整型int* b = (int*)calloc(2,sizeof(int)); // sizeof(int) 可以是 4，反正表示字节数return 0;
}

 查看内存验证：

2.4 realloc函数——调整空间函数

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

参数解析：

• ptr ：是要调整的内存地址。（如果为空指针，那么同malloc功能类似。）
• size ：调整之后新大小
• 返回值 ： 为调整之后的内存起始位置。

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，那为了合理的使用内存， 我们一定会对内存的大小做灵活的调整。

 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：

     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。

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  

 

 看以下代码，思考代码那里不合理：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main()
{int a = 10;int* p = &a;p = (int*)realloc(p, sizeof(int));printf("%d", *p);return 0;
}

 我们可以看出，这里没有判断realloc是否成功，如果申请失败，返回NULL，那么p就会丢掉原有的地址，这是不合理的，因此我们需要进行判断，所以正确的代码是：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main()
{int a = 10;int* p = &a;int *tmp= (int*)realloc(p, sizeof(int));if (tmp == NULL){perror("realloc");return -1;// 或者exit(-1);}p = tmp;printf("%d", *p);return 0;
}

2.5 经典笔试题

 1.

   思考：程序结果

char* GetMemory(void)
{char p[] = "hello world"; // 栈区开辟，函数结束内存收回return p;
}
void Test(void)
{char* str = NULL;str = GetMemory();  // 非法访问。访问被系统收回的内存printf(str);        // 无法打印，已被覆盖
}int main()
{Test();return 0;
}

2. 

  程序中存在的问题

void Test(void)
{char* str = (char*)malloc(100); // 缺少对malloc返回值检查/*加上：if(str == null){perror("malloc");exit(-1);}*/strcpy(str, "hello");free(str);      // 加上 str = null;if (str != NULL)         // str还存有原先内存的地址，出现野指针 {strcpy(str, "world");printf(str);}
}int main()
{Test();return 0;
}

三，柔性数组

     也许你从来没有听说过柔性数组（flflexible array）这个概念，但是它确实是存在的。 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[];  //柔性数组成员

}type_a;

 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 返回的这种结构大小不包括柔性数组的内存。

例如： 

typedef struct mystruct
{double a;int c[];
}MS;int main()
{printf("%d\n", sizeof(MS)); // 8return 0;
}

• 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。

如下： 

typedef struct mystruct
{double a;int c[];
}MS;int main()
{MS * p1 = (MS* )malloc(sizeof(MS) + 40);  // 那就是48个字节，40就是对柔性数组申请的                                                                                                                                 //预期空间return 0;
}

也可以这样：

代码2
typedef struct mystruct
{double a;int *c;
}MS;
int main()
{MS * p1 = (MS* )malloc(sizeof(MS));  if  (p1 == NULL)
{perror ( "malloc");exit(-1);
}p1->c = (int *)realloc(c, 40);return 0;
}

 代码1相较于代码2的优势：

• 方便释放内存。代码2需要2次释放内存。
• 有利于提高数据命中率，提升运行效率，减少内存碎片。

结语

   本小节就到这里了，感谢小伙伴的浏览，如果有什么建议，欢迎在评论区评论，如果给小伙伴带来一些收获请留下你的小赞，你的点赞和关注将会成为博主创作的动力。