教你学会简单动态内存管理中的malloc、calloc、realloc

布满荆棘的人生 2022-11-08 11:51 151阅读 0赞

# 系列文章目录 #

首先我们要了解C/C++语言中内存中变量，数据，函数等是怎么存放的，如下图所示:

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQ0OTE4MDkw_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center]

--------------------

# 文章目录  系列文章目录  @\[TOC\](文章目录)  前言  一、malloc函数  1.malloc函数的定义  2.malloc函数的注意事项  3.malloc函数的使用  二、calloc、realloc函数  1.calloc和realloc函数的定义  2.calloc、realloc函数的注意事项  3.calloc、realloc函数的使用  总结 #

--------------------

# 前言 #

在c/c++语言中，编写程序有时不能确定数组应该定义为多大，因此这时在程序运行时要根据需要从系统中动态多地获得内存空间。所谓动态内存分配，就是指在程序执行的过程中动态地分配或者回收存储空间的分配内存的方法。动态内存分配不像数组等静态内存分配方法那样需要预先分配存储空间，而是由系统根据程序的需要即时分配，且分配的大小就是程序要求的大小。

--------------------

# 一、malloc函数 #

#### 1.malloc函数的定义 ####

![在这里插入图片描述][20210313150042315.png_pic_center]

malloc函数是分配内存块的函数，该函数是为了解决内存空间不够而创建的。

#### 2.malloc函数的注意事项 ####

1.如果开辟成功，则返回一个指向开辟好空间的指针。  
2.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。  
3.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。  
4.如果参数 size 为0，malloc的行为是标准是未定义的，取决于编译器。

#### 3.malloc函数的使用 ####

代码如下：

int main()  //malloc函数的使用
    { 
    	/*int nums = 0; scanf("%d", &nums);*/
    	int arr[10] = {  0 }; //在栈上申请了40个字节的空间
    	int* pa = (int*)malloc(sizeof(int)* 10); //在堆区申请40个字节的空间
    	if (pa == NULL)//开辟失败
    	{ 
    		printf("内存开辟失败!\n");
    	}
    	else //开辟成功
    	{ 
    		int i = 0;
    		for (i = 0; i < 10; i++)
    		{ 
    			*(pa + i) = 0;
    		}
    		for (i = 0; i < 10; i++)
    		{ 
    			printf("%d ", pa[i]);
    		}
    		printf("\n");
    		//不在使用指针pa所指向的动态内存
    		//手动释放动态开辟的内存
    		free(pa);
    		pa = NULL;
    	}
    	return 0;
    }

# 二、calloc、realloc函数 #

#### 1.calloc和realloc函数的定义 ####

![在这里插入图片描述][20210313150842983.png_pic_center]  
所以如何我们对申请的内存空间的内容要求初始化，那么可以很方便的使用calloc函数来完成任务。  
![在这里插入图片描述][20210313151431560.png_pic_center]  
  
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，那为了合理的时候内存，  
我们一定会对内存的大小做灵活的调整。那 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：  
ptr 是要调整的内存地址  
size 调整之后新大小  
返回值为调整之后的内存起始位置。  
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。

#### 2.calloc、realloc函数的注意事项 ####

1.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。  
2.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,直接在后边开辟空间  
情况2：原有空间之后没有足够大的空间，扩展的方法是：在堆空间上另找一个合适大小的连续空间来使用。这样函数返回的是一个新的内存地址。

#### 3.calloc、realloc函数的使用 ####

代码如下：

int main()  //calloc函数的使用
    { 
    	int* pa = (int*)calloc(10, sizeof(int)); //calloc函数参数类型(参数个数，参数大小(字节为单位))
    	if (pa == NULL)
    	{ 
    		printf("%s\n", strerror(errno));//开辟失败，用strerror返回错误的信息
    	}
    	else
    	{ 
    		int i = 0;
    		for (i = 0; i < 10; i++)
    		{ 
    			printf("%d ", *(pa + 1));
    		}
    		printf("\n");
    		//空间不够了，增加空间，调整空间的大小用realloc
    		int* pb = (int*)realloc(pa, 80); //用新的指针来接收旧的指针,realloc函数参数包括新的指针pa指向新的内存，和size调整后的新大小。
    		if (pb != NULL)
    		{ 
    			pa = pb;
    		}
    		for (i = 0; i < 20; i++)
    		{ 
    			printf("%d ", pb[i]);
    		}
    		printf("\n");
    		free(pa);
    		pa = NULL;
    	}
    	return 0;
    }

# 总结 #

以上就是要讲的内容，本文仅仅简单介绍了动态内存分配函数的定义、使用和注意事项，另外还有还有free函数用来释放动态开辟的内存，然后置为空。  
如果上述有任何问题，请懂哥指教，不过没关系，主要是自己能坚持，更希望有一起学习的同学可以帮我指正，但是如果可以请温柔一点跟我讲，爱与和平是永远的主题，爱各位了。  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQ0OTE4MDkw_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 1]

[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQ0OTE4MDkw_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center]: /images/20221023/083ab1e5f4b24a57875ad8f2ed7e41fa.png
[20210313150042315.png_pic_center]: /images/20221023/ce378d86b53c4d56877a0a330ebaa6ac.png
[20210313150842983.png_pic_center]: /images/20221023/a957a3b861284571b1e9c06a64abcac0.png
[20210313151431560.png_pic_center]: /images/20221023/78cd9b27a48e453aa39d5b7e2808bc1a.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQ0OTE4MDkw_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 1]: /images/20221023/83b88fd5ec0b44f98879639d5e533eb4.png