準備

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前言

我們在使用記憶體的時候，是否想要自己來開辟記憶體，為自己所用，
做一個記憶體管理大師，今天我將帶各位了解一個堆上的記憶體的開辟？？？

提示：以下是本篇文章正文內容！！！

一、為什么存在動態記憶體

我們已經掌握了在堆疊上開辟空間：

int a = 0;
int arr[10] = {1,2,3,4,5,6,7,8,9,10};

但是堆疊取開辟有兩個特點：
1.空間開辟大小是固定的，
2. 陣列在申明的時候，必須指定陣列的長度，它所需要的記憶體在編譯時分配

但是如果需要我們在堆上開辟一塊記憶體，我們又需要怎么做呢？
本文將為各位大大解決堆上記憶體開辟的問題！！！
在此我們先大致了解一下記憶體的存盤方式

二、動態記憶體函式的介紹

1.malloc函式和free

C語言提供的malloc函式：

void* malloc (size_t size);

這個函式可以在堆區上開辟記憶體連續可用的空間

• 如果開辟成功，則回傳一個指向開辟好空間的指標，
• 如果開辟失敗，則回傳一個NULL指標，因此malloc的回傳值一定要做檢查，
• 回傳值的型別是 void* ，所以malloc函式并不知道開辟空間的型別，
• 具體在使用的時候使用者自 己來決定，
• 如果引數 size 為0，malloc的行為是標準是未定義的， 取決于編譯器，

堆疊區開辟后的空間無法自動的釋放，需要我們自己來釋放空間，防止記憶體泄漏的問題，
所以這里就需要用到free函式來釋放開辟的記憶體！
free函式

void free (void* ptr);

• 如果引數 ptr 指向的空間不是動態開辟的，那free函式的行為是未定義的，
• 如果引數 ptr 是NULL指標，則函式什么事都不做，

代碼如下（示例）：

#include<stdio.h>
#include<assert.h>
#define num  10
int main()
{
	int arr[num] = { 0 };
	//代碼2
	int* ptr = NULL;
	ptr = (int*)malloc(num*sizeof(int));
	if (NULL != ptr)//判斷ptr指標是否為空
	{
		int i = 0;
		for (i = 0; i<num; i++)
		{
			*(ptr + i) = i;
			printf("%d", *(ptr + i));
		}
	}
	free(ptr);//釋放ptr所指向的動態記憶體
	ptr = NULL;
	return 0;
}

2.calloc函式

此函式的用法和malloc的開辟方式唯一的不同點就是在開辟記憶體的同時初始化,
小編在此不過多介紹內容了，小編不是偷懶哈，可以參照上面的malloc的開辟方式！！！

void* calloc (size_t num, size_t size);

代碼如下（示例）：

#include<stdio.h>
#include<assert.h>
#define num  10
int main()
{
	int arr[num] = { 0 };
	int* ptr = (int*)calloc(10, sizeof(int));
	free(ptr);
	ptr = NULL;
	return 0;
}

3.realloc函式

• realloc函式的出現讓動態記憶體管理更加靈活，
• 有時會我們發現過去申請的空間太小了，有時候我們又會覺得申請的空間過大了， 那為了合理的時 候記憶體，我們一定會對記憶體的大小做靈活的調整，
• 那realloc 函式就可以做到對動態開辟記憶體大 小的調整！！！

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

• ptr 是要調整的記憶體地址 size 調整之后新大小 回傳值為調整之后的記憶體起始位置，
• 這個函式調整原記憶體空間大小的基礎上，還會將原來記憶體中的資料移動到 新 的空間，

第一種情況：原有空間之后有足夠大的空間
第二種情況：原有空間之后沒有足夠大的空間

代碼如下（示例）：

#include <stdio.h>
int main()
{
ptr = (int*)realloc(ptr, 1000);
int*p = NULL; p = realloc(ptr, 1000);
if(p != NULL)
 {
    ptr = p;
 }
free(ptr);
return 0; }

三.經典例題

3.1傳值還是傳址？

代碼如下（示例）：

void GetMemory(char *p) 
{
 p = (char *)malloc(100);
}
void Test(void) 
{
char *str = NULL;
GetMemory(str);
strcpy(str, "hello world");
printf(str);
}

請問test（）函式代碼運行結果會怎樣？

報錯，傳址錯誤！！！傳地址不等于傳值！

3.2記憶體泄漏

代碼如下（示例）：

void GetMemory(char **p, int num) 
{
	*p = (char *)malloc(num);
}
void Test(void) 
{
	char *str = NULL;
	GetMemory(&str, 100);
	strcpy(str, "hello");
	printf(str);
}
int main()
{
	Test();
	return 0;
}

請問test（）函式代碼運行結果會怎樣？

未進行free（）函式的操作，存在記憶體泄漏的問題！！！
我相信各位大大肯定不會犯這種非智力性的錯誤的，

3.3生命周期問題

代碼如下（示例）：

char *GetMemory(void)
 {
     char p[] = "hello world";
     return p; 
}
void Test(void) 
{
    char *str = NULL;
    str = GetMemory();
    printf(str);
}

請問test（）函式代碼運行結果會怎樣？

生命周期一到，開辟的記憶體自動消除！！！

3.4野指標的使用

代碼如下（示例）：

void Test(void)
 {
     char *str = (char *) malloc(100);
     strcpy(str, "hello");
     free(str);
    if(str != NULL)
    {
    strcpy(str, "world");
    printf(str);
    }
}

請問test（）函式代碼運行結果會怎樣？

動態記憶體開辟的空間已經被free掉了，再在str指向的空指標進行訪問就是野指標的越界訪問！！！

四.柔性陣列

結構中的最后一個元素允許是未知大小的陣列，這就叫做『柔性陣列』成員，

4.1柔性陣列簡單舉例

typedef struct st_type
{
   int i;
   int a[0];//柔性陣列成員
   //或者 int a[]
}type_a;

4.2柔性陣列的特點和使用

4.2.1柔性陣列的特點

• 結構中的柔性陣列成員前面必須至少一個其他成員，
• sizeof 回傳的這種結構大小不包括柔性陣列的記憶體，
• 包含柔性陣列成員的結構用malloc ()函式進行記憶體的動態分配, 并且分配的記憶體應該大于結構的大 小，以適應柔性陣列的預期大小，

4.2.2 柔性陣列的使用

代碼如下（示例）：

//代碼1
int i = 0;
type_a *p = (type_a*)malloc(sizeof(type_a)+100*sizeof(int));
//業務處理
p->i = 100;
for(i=0; i<100; i++)
 {
    p->a[i] = i; 
 }
free(p);

這樣柔性陣列成員a，相當于獲得了100個整型元素的連續空間，

4.3柔性陣列的優勢

第一個好處是：方便記憶體釋放

如果我們的代碼是在一個給別人用的函式中，你在里面做了二次記憶體分配，并把整個結構體回傳
給用戶，用戶呼叫free可以釋放結構體，但是用戶并不知道這個結構體內的成員也需要free，所
以你不能指望用戶來發現這個事，所以，如果我們把結構體的記憶體以及其成員要的記憶體一次性分
配好了，并回傳給用戶一個結構體指標，用戶做一次free就可以把所有的記憶體也給釋放掉，

第二個好處是：這樣有利于訪問速度.

連續的記憶體有益于提高訪問速度，也有益于減少記憶體碎片，（其實，我個人覺得也沒多高了，反
正你跑不了要用做偏移量的加法來尋址，

總結

希望本篇文章能給各位帶來幫助，如有不足還請指正！！！
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