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目录

• 为什么要有动态内存管理
• malloc
• calloc
• realloc
• 柔性数组
  • 柔性数组的特点
  • 柔性数组的使用
  • 柔性数组的好处

动态内存管理

为什么要有动态内存管理

我们目前已知道的开辟内存空间的方式如下

inta=4;//向栈区申请四个字节的空间chari[10]={0};//向栈区申请连续的10个字节空间

上述申请空间的方式有如下特点

• 申请后，空间的大小是固定的
• 数组在声明空间大小后，空间的大小就不能更改了

可是在我们运行程序时，很多时候内存的大小是要在运行程序的过程中才知道的，这就意味着对提前申请的静态空间，可能造成空间的浪费或者溢出。
于是c语言就引用了动态内存管理，允许程序员实时申请或者释放内存，以达到高效利用。

malloc

void*malloc(size_tsize)

功能：向堆区申请一块连续的空间，并返回这块空间的起始地址。
参数：size:表示要申请空间的字节数大小

• 若申请成功，则返回这块空间的起始地址。
• 若申请失败（比如内存不足），则返回一个空指针NULL，因此在使用时，要注意检查返回值是否为NULL
• 由于返回值的类型是void*,因此接受指针还要根据数据类型来定义

注意事项：

• 若参数size为0，则是标准的未定义行为，可能会导致错误。
• 要包含头文件<stdlib.h>

功能：用来释放之前动态内存函数（realloc,calloc,malloc)申请的动态空间使用前要包含头文件<stdlib.h>

参数：ptr指向要释放空间的起始地址
注意事项

• 若ptr指向的内存空间是静态的，则该行为未定义
• 若ptr是空指针NULL，那么free函数什么也不会做
• 在释放完ptr指向的动态空间后，一般把该指针置为NULL

calloc

void*calloc(size_tnum,size_tsize);

功能：在堆区上申请num个大小为size个字节的空间，并把每个空间的每个字节初始化为0
其他与malloc类似，唯一的区别是calloc会把申请空间的每一个字节初始化为0

realloc

• realloc的出现让动态内存分配更灵活
• 当我们发现过去申请的内存过大或者过小，可以通过realloc重新进行动态内存分配

void*realloc(void*ptr,size_tsize);

功能：重新分配原有内存块的大小，在不丢失原有内存块中数据的前提下，合理扩大或缩小内存。
参数：

• ptr指向要调整内存块的起始地址，如果ptr是空指针NULL，则realloc的功能类似malloc。
• size表示要分配内存的大小（单位字节）
  返回值
• 成功：返回该内存块的起始地址，该指针可能和ptr相同或者不同
• 失败：返回NULL指针，并且保持原来内存块不变。
  注意事项
  realloc在追加空间时，有以下两种情况
• 当原有空间充足时，会直接在原有空间后面追加空间，数据内存不变，返回传入的地址。
• 当原有空间不够时候，会在堆区中寻找内存足够的空间，并返回新地址，有如下过程
• • 开辟空间
• • 将原有数据拷贝到新的空间，保证数据不丢失
• • 自动释放旧空间
• • 返回新空间的起始地址

柔性数组

结构中最后一个元素允许是未知大小的数组，这就叫作柔性数组成员

structst_type{inta;intarr[];//柔性数组成员}

柔性数组的特点

• 结构中柔性数组前至少有一个成员
• 使用sizeof计算结构内存大小时，柔性数组不参与内存计算
• 包含柔性数组的结构使用malloc()函数进行内存的动态内存分配，并且分配的大小应该大于结构的大小，以适应柔性数组的预期大小。

柔性数组的使用

#include<stdlib.h>structS{inta;intarr[];};intmain(){structS*p=(structS*)maalloc(sizeof(structS)+5*sizeof(int));for(inti=0;i<5;i++){p->arr[i]=i+1;}structS*ptr=realloc(p,sizeof(structS)+10*sizeof(int));p=ptr;ptr=NULL;for(inti=5;i<10;i++){p->arr[i]=i+1;free(p);p=NULL;}return0;}

上述代码也可以通过非柔性数组的方式实现

#include<stdlib.h>structS{inta;int*ps;};intmain(){structS*p=(structS*)malloc(sizeof(structS));p->a=100;int*pp=(int*)malloc(p->a*sizeof(int));p->ps=pp;pp=NULL;for(p->a=0;p->a<100;p->a++){p->ps[p->a]=p->a+1;}free(p->ps);p->ps=NULL;free(p);p=NULL;return0;}

柔性数组的好处

从上面的写法对比，可以总从上面的写法对比，可以总结出柔性数组的好处。

第一个好处：方便内存释放

如果我们的代码是在一个给别人用的函数中，你在里面做了二次内存分配，并把整个结构体返回给用户。用户调用free可以释放结构体，但是用户并不知道这个结构体内的成员也需要free，所以你不能指望用户来发现这件事。因此，如果我们把结构体的内存以及其成员要的内存一次性分配好了，并返回给用户一个结构体指针，用户做一次free就可以把所有的内存也给释放掉。

第二个好处：有利于访问速度

连续的内存有益于提高访问速度，也有益于减少内存碎片。（其实，我个人觉得也没多高了，反正你跑不了要用做偏移量的加法来寻址）