为什么需要动态内存分配？

男娘i 2023-06-19 02:56 1阅读 0赞

**传统数组的缺点:**

1,数组的长度必须实现预定，且是常整数，不能是变量，

例如：

int a\[5\];   //正确

int  len=5;  int a\[len\];   //error

2,传统形式定义的数组，该数组内存程序员无法手动释放，在一个函数运行期间，系统为该函数中的数组所分配的空间会一直存在，直到该函数运行完毕，数组的空间才会被系统释放。

3，数组的长度不能在函数程序运行的过程中动态的扩充或缩小（长度定义之后就不能变化）

4，A函数定义的数组，在A函数运行期间可以被其他函数使用，但是A函数运行完毕之后，A函数中的数组将无法在被其他函数使用

传统型定义的数组无法跨函数使用（在一个函数内部定义的数组这个函数运行结束之后就释放了）

void g(int * pArr, int length) {
    	pArr[2] = 88;   //通过指针改变数组的值
    }
    
    void function(void) {
    
    	int a[5] = { 1,2,3,4,5 };
    	g(a, 5);  //调用g(a,5)函数
    	printf("%d\n", a[2]);
    }
    
    int main() {
    
    	char ch = 'A';
    	int i = 99;
    	double x = 66.6;
    
    	char *p = &ch;
    	int *q = &i;
    	double *r = &x;
    /*一个指针占用四个字节具体参考上一篇文章:https://blog.csdn.net/ywl470812087/article/details/103380837*/
    //	printf("%d  %d  %d", sizeof(p), sizeof(q), sizeof(r));  //4   4   4
    
    	function();   //调研function()
    	while (true){}
    
    }

### 为什么需要动态内存分配？ ###

我讲解一下c语言中[动态分配内存][Link 1]的函数，可能有些初学c语言的人不免要问了：我们为什么要通过函数来实现[动态分配内存][Link 1]呢？系统难道不是会自动分配内存吗？？  
既然有人会问这样的问题，那么我在这里好好的讲解一下吧！  
首先让我们熟悉一下计算机的内存吧！在计算机的系统中有四个内存区域：

1）栈：在栈里面储存一些我们定义的局部变量以及形参（形式参数）；

2）[字符常量][Link 2]区：主要是储存一些[字符常量][Link 2]，比如：char \*p\_str=”cgat”;其中”cgat”就储存在[字符常量][Link 2]区里面；

3）全局区：在全局区里储存一些全局变量和静态变量；

4)堆：堆主要是通过动态分配的储存空间，也就是我们接下需要讲的[动态分配内存][Link 1]空间。

### 什么时候我们需要动态分配内存空间呢？ ###

举一个例子吧。

int \*p； 我们定义了一个指向int类型的指针p；p是用来储存一个地址的值的，我们之所以要为p这个变量分配空间是让它有一个明确的指向，打个比方吧！你现在做好了一个指向方向的路标，但是你并没有让这个路标指向一个确切的方位，也就是说现在的这个路标是瞎指向的，这样我们就不能够通过它来明确到底哪里是东，哪里是西，何为北，何为南了。虽然我们在计算机的内存里定义了一个指针变量，但是我们并没有让这个变量指示一个确切int类型变量的地址，所以我们就必须要让它有一个明确的指示方向。这样我们就要通过动态分配内存的方式来认为的规定它的方向！我们在刚刚接触指针的时候遇到过这样的情况，

int \*p；p=&a;这种方法不是指针的动态分配内存，这个叫做指针变量的初始化！初始化同样也可以让指针变量有方向可指。  
int \*p；p=malloc(n\*sizeof(类型名称))；我们通过malloc（）函数为一个指针变量p分配了地址，这样我们从键盘上键入的值就这样存储在p里面了，接下来我们就可以对这个p进行具体的操作了，比如scanf（“%s”，p）等等。当我们对p结束操作的时候还要释放p的内存空间。

### 为什么要释放内存空间呢？ ###

在上面我已经讲过动态分配的变量时储存在堆里面，但是这个堆的空间并不是无限大的，也许当我们编一个小的程序的时候可能我们并不能够发现什么，但是对于那些大的程序，如果我们不及时释放堆的空间的时候会发生内存泄露。所谓内存泄露是因为堆的空间把我们动态分配用完了，这样当我们再去使用动态分配堆的空间的时候就没有足够的空间让我们使用了，这样就需要占有原来的空间，也就是会把其他的空间来储存我们键入的值，这样会导致原来储存的数据被破坏掉，导致了内存的泄露了。  
同时当我们使用malloc（）函数的时候还应该注意当我们释放完空间的时候还要将原先的指针变量赋予一个NULL，也就是赋予一个空指针，留着下次的时候使用它！

### 如果我们不赋予|NULL行不行呢？？ ###

答案是：不行的！如果我们不赋予一个空指针这样会导致原先的指针变量成为了一个野指针!何谓野指针？野指针就是一个没有明确指向的指针，系统不知道它会指向什么地方，野指针是很危险的，因此当我们每次使用完malloc（）函数的时候都必须将指针赋予一个空指针！相对于malloc（）函数，calloc（）函数就不需要我们赋予NULL了，这是因为在每次调用完calloc（）函数的时候系统会自动将原先的指针赋予一个空指针，即归于“0”。calloc()函数的原型是void \*calloc（count，sizeof（类型名称））；

比如：p=（char\*）calloc（4，sizeof（char））；我们为p分配了指向char型指针的“4”个空间。  
除了malloc（）与calloc（），还有一个动态分配空间的函数realloc（）函数，

这个函数比前两个函数分配更多的空间，原型：void \*realloc（void \*p，[size\_t][size_t] size）;  
该函数有几个作用：  
1）    如果有足够的空间来扩充p的内存块，则返回一个指向p的指针；  
2）    如果没有足够的空间来扩充p的内存块，则为p从新分配size的空间，并把原来的内容复制给p，指向p的开头，同时释放原来的空间，返回一个指向新内存块的指针；  
3）    如果p=NULL，其作用于malloc（）相似；

下面举一个程序的例子：
    #define LONG 10
    #include<string.h>
    #include<stdlib.h>
    #include<stdio.h>
    main()
    {
       char *message,buf[LONG];
       gets(buf);
       message=(char*)realloc(NULL,strlen(buf)+1);
       strcpy(message,buf);
       puts(message);
       gets(buf);
       message=(char*)realloc(message,(strlen(message)+strlen(buf)+1));
       strcat(message,buf);
       puts(message);
       return 0;
    }

当你不确定内存空间大小的时候。。有2种办法。  
1。预先定义一个足够大的空间。（这个比较浪费资源。而且随着程序的使用推广。预先定义的空间也不一定能完全满足条件）  
2。动态的分配内存。可以做到准确分配空间大小。不浪费资源，而且也不会发生程序不断使用预先分配内存不足。  
备注：动态分配的内存空间系统不负责自动回收，需要写代码手动释放。

[Link 1]: https://www.baidu.com/s?wd=%E5%8A%A8%E6%80%81%E5%88%86%E9%85%8D%E5%86%85%E5%AD%98&tn=44039180_cpr&fenlei=mv6quAkxTZn0IZRqIHckPjm4nH00T1Y3nyf1uHmzPjTsuhmsuHP90ZwV5Hcvrjm3rH6sPfKWUMw85HfYnjn4nH6sgvPsT6KdThsqpZwYTjCEQLGCpyw9Uz4Bmy-bIi4WUvYETgN-TLwGUv3EnWTYnWn1rjcz
[Link 2]: https://www.baidu.com/s?wd=%E5%AD%97%E7%AC%A6%E5%B8%B8%E9%87%8F&tn=44039180_cpr&fenlei=mv6quAkxTZn0IZRqIHckPjm4nH00T1Y3nyf1uHmzPjTsuhmsuHP90ZwV5Hcvrjm3rH6sPfKWUMw85HfYnjn4nH6sgvPsT6KdThsqpZwYTjCEQLGCpyw9Uz4Bmy-bIi4WUvYETgN-TLwGUv3EnWTYnWn1rjcz
[size_t]: https://www.baidu.com/s?wd=size_t&tn=44039180_cpr&fenlei=mv6quAkxTZn0IZRqIHckPjm4nH00T1Y3nyf1uHmzPjTsuhmsuHP90ZwV5Hcvrjm3rH6sPfKWUMw85HfYnjn4nH6sgvPsT6KdThsqpZwYTjCEQLGCpyw9Uz4Bmy-bIi4WUvYETgN-TLwGUv3EnWTYnWn1rjcz

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