C語言：動态記憶體管理方式（malloc,calloc,realloc,free）

為什麼要進行動态記憶體管理？

普通的記憶體開辟方式有下面兩種：

int val = 1;//在棧空間上開辟4個位元組的空間
	char array[10] = {0};//在棧空間上開辟10個位元組的空間
           

但是，上面開辟空間的方式有缺陷：

1. 開辟出來的空間大小是固定的；
2. 數組在聲明時，必須指定數組的長度，它所需要的記憶體在編譯時配置設定；

是以，如果我想要靈活的申請空間，上面的方法顯然不能滿足，這是就需要利用動态記憶體開辟的方式來申請空間了。

進行動态記憶體管理的幾個函數

開辟空間的函數

1.malloc()函數

函數原型：

void* malloc ( size_t size );
           

malloc函數的作用就是在堆上申請一塊連續可用的空間，并傳回指向這片空間位址的指針。

在使用malloc函數時需要注意的地方：

• 如果開辟成功，則傳回一個指向開辟好空間的指針。
• 如果開辟失敗，則傳回一個NULL指針，是以malloc的傳回值一定要做檢查。
• 傳回值的類型是 void* ，是以malloc函數并不知道開辟空間的類型，具體在使用的時候使用者自己來決定。
• 如果參數 size 為0，malloc的行為是标準是未定義的，取決于編譯器。

2.calloc()函數

函數原型：

void* calloc ( size_t num, size_t size );
           

• num：要配置設定的元素個數；
• size：每個元素的大小；

calloc函數的功能與malloc函數的功能相同，都是用來在堆上申請空間的。不同的地方是：

calloc函數申請出來的空間會初始化為0 ；

除此之外，和malloc一樣。

3.realloc()函數

函數原型：

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

• ptr是要調整的記憶體的位址；
• size是調整之後記憶體的大小；
• 傳回值為調整之後的記憶體的起始空間位置；

realloc函數的也是用來在堆上申請空間的，但是realloc函數使動态記憶體管理更加的靈活。

realloc函數可以在已經申請好的記憶體空間上在追加記憶體空間。

在realloc函數申請記憶體空間時有兩種情況：

1. 原有空間後有足夠大的空間；

   此時直接在原空間的後邊追加空間，傳回原有空間的首位址；

2. 原有空間後的空間不夠所要追加的空間大小；

   在對空間上重新找一塊大小合适的連續空間，将原空間的内容拷貝一份，儲存到這塊大小合适的連續空間中，傳回這塊大小合适的空間的首位址；

   

上面三個申請空間的函數有個必須要注意的地方：

• 使用時，傳回值要強轉；
• 使用這三個函數時，要包含stdlib,h頭檔案；

釋放記憶體空間的函數

4.free()函數

函數原型：

void* free ( void* ptr ) ;
           

free函數的作用是：釋放由malloc函數，calloc函數,realloc函數動态開辟的記憶體空間；

需要注意：

動态申請的記憶體空間，必須釋放，如果不釋放，會産生記憶體洩漏；

常見的動态記憶體錯誤

• 對空指針的解引用；

void test()
{
 	int *p = (int *)malloc(INT_MAX/4);
 	*p = 20;//如果p的值是NULL，就會有問題
 	free(p);
}
           

• 對動态開辟空間的越界通路；

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;//當i是10的時候越界通路
	 }
 	free(p);
}
           

• 對非動态開辟記憶體使用free釋放；

void test()
{
	int a = 10;
 	int *p = &a;
	free(p);//ok?
}
           

• 使用free函數釋放動态開辟記憶體的一部分；

void test()
{
	int * p = (int*) malloc (100);
	p++;
	free(p);//p不再指向動态記憶體的起始位置
}
           

• 對同一塊動态記憶體多次釋放；

void test()
{
	int *p = (int*) malloc(100);
	free(p);
	free(p);//重複釋放
}
           

• 動态開辟記憶體忘記釋放（記憶體洩漏）；

void test()
{
	int* p = (int*) malloc(100);
	if(NULL != p)
	{
		*p = 20;
	}
}
int main ()
{
	test():
	
	return 0;
}
           

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