1.1 内存分配
当要存储数据时，就需要在计算机内存中分配一块空间来存储该数据，那么在内存中分配一块空间有两种方式，一种是自动分配；另一种是动态分配。
1.自动分配
在程序中定义一个变量或者定义一个对象也就是符合“数据类型变量名”这种方式，程序就会自动分配空间，编译器会根据变量的存储类别、声明的位置等，自动为其在对应区域分配一块内存空间；空间的位置是由局部变量，全局变量，静态局部变量来决定；空间的大小，由变量的类型决定。
自动分配的空间，会自动在对齐区域分配对应的空间，且分配空间是连续的，是一个整体，这样便于我们访问空间；自动分配的缺点，空间一旦分配，大小就固定了，不能改变，尤其是在为数组分配空间时比较突出。
2.动态分配
因为对于自动分配来说，一旦分配其空间的大小就固定了，不可改变，这样是远远满足不了我们的需求，可以通过某种方式，实现灵活的对空间操作，也就是说想存储数据了，则申请一块空间存储，不想存数据了则该空间释放掉，这样也不会占用内存空间的资源，真正意义上达到合理的使用内存空间资源，即实现即用即取，不用就释放的效果，这就是内存空间的另一种分配方式，动态分配。
动态分配空间的实现是通过内存管理函数来实现的，动态分配的方式也叫人工申请，表示人为的申请一块内存空间，申请的该块空间在堆区，不同于自动分配的空间。
自动分配的空间是确定的，而动态分配的空间是变化的。这便是两者不同的地方。
1.2 内存管理函数
要想动态的实现内存空间的分配，即人为的申请一块空间是要靠内存管理函数来实现的，内存管理函数所在的头文件是<stdlib.h>，所以如果要调用内存管理函数，也要包含相应的头文件到程序中。常用的内存管理函数有以下几个函数。
1. malloc()函数
函数原型：void *malloc( size_t size)；
函数功能：动态开辟一块长度为size字节的内存空间。
参数：
size：所要开辟的内存空间的大小，是以字节为单位。
函数说明：
1）void* 表示未确定类型的指针，void *可以指向任何类型的数据，因为空间申请后，明确的说是指申请内存空间时还不知道用户是用这段空间来存储什么类型的数据（比如是char还是int或者其他数据类型）,可以将其理解为以下这种形式：
数据类型 *指针名=(类型说明符*) malloc(size_tsize)；
因为该函数返回为void型指针，因此必要时要进行类型转换。表示的是malloc函数的返回值是一个指针类型的变量/地址；
2）malloc()函数只管分配内存，并不能对所得的内存进行初始化，所以得到的一片新内存中，其值将是随机的。
函数返回值：
如果分配成功则返回指向被分配内存的指针(此存储区中的初始值不确定)，则指向该空间的首地址，否则返回空指针NULL。当内存不再使用时，应使用free()函数将内存块释放（在后面会介绍free()函数）。函数返回的指针一定要适当对齐，使其可以用于任何数据对象。申请一块空间之后，要判断空间申请是否成功，因为如果空间不足的情况下，内存就会分配失败。
程序示例1：
#include <stdio.h> #include <stdlib.h>
typedef struct data_type { int age; char name[20];
} data;
int main() { data *bob; bob = (data*)malloc( sizeof(data) ); if( bob != NULL ) { bob->age = 22; strcpy( bob->name, "Robert" ); printf( "%s is %d years old\n", bob->name, bob->age ); } free( bob ); //释放bob指针指向内存空间 bob = NULL;
} |
2. calloc()函数
函数原型：void *calloc(size_t n, size_t size)；
函数功能：在内存的动态存储区中分配n块长度为size的连续空间。
参数：
n ：表示申请n块size个字节的空间大小的内存空间；
size：所要开辟的内存空间的大小，是以字节为单位。
函数说明：
1）calloc在动态分配完内存后，自动初始化该内存空间为零，而malloc不初始化，里边数据是随机的垃圾数据；
2）同样的void* 表示未确定类型的指针，void *可以指向任何类型的数据，所以在使用 calloc() 函数时通常需要进行强制类型转换，将 void 指针转换成我们希望的类型，其用法跟malloc()函数的用法是一样的，也可以将其理解为以下这种形式：
数据类型 *指针名=(类型说明符*) malloc(size_t n,size_t size)；
3）如果 size 的值为0，那么返回值会因标准库实现的不同而不同，可能是 NULL，也可能不是，但返回的指针不应该再次被引用；
4）同样的当内存不再使用时，应使用free()函数将内存块释放。
函数返回值：
函数返回一个指向分配起始地址的指针；如果分配不成功，返回NULL，所以同样的要对申请的内存空间进行判断是否申请成功。
#include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <string.h>
typedef struct data_type { int age; char name[20];
} data; char *function();
int main() { data *bob; //bob = (data*)malloc( sizeof(data)*2); bob = (data*)calloc(2,sizeof(data)); //数组结构 //指针指向是一块连续的内存空间时候，指针名可以当作数组名使用 int i; if( bob != NULL ) { bob->age = 22; strcpy( bob->name, "Robert" ); (bob+1)->age = 16; strcpy( (bob+1)->name, "Tom" );
for(i = 0; i < 2; i++) { printf( "%s is %d years old\n", bob[i].name, bob[i].age ); } } free( bob ); //释放bob指针指向内存空间 bob = NULL;
char *p = function();
puts(p);
free(p); p = NULL; } char *function() { //static //char buf[13] = "hello world";
char *buf = (char *)calloc(13,sizeof(char)); //堆区空间
strcpy(buf,"hello world");
return buf; } |
3.free()函数
函数原型：void free (void* ptr);
函数功能：free()函数用来释放动态分配的内存空间，但其释放的是由malloc(或calloc、realloc)函数给指针变 量分配的内存空间的函数。
参数：ptr 为将要释放的内存空间的地址。
函数说明：
1）释放ptr指针指向的内存空间后，要使该指针变量一定要重新指向NULL，防止野指针出现，这样可以有效避误操作；
2）free()函数只能释放动态分配的内存空间，并不能释放任意的内存。下面的写法是错误的：
int a[10]; // ...中间代码的具体功能 free(a); |
3）如果 ptr 所指向的内存空间不是由上面的三个函数所分配的，或者已被释放，那么调用free() 会有无法预知的情况发生；
4）如果 ptr 为NULL，那么 free() 不会有任何作用，那么free 对p 无论操作多少次都不会出问题。如果p 不是NULL 指针，那么free 对p连续操作两次就会导致程序运行错误。
6）一般情况下free()与malloc()函数配对使用。
5）free() 不会改变ptr 变量本身的值，调用 free()后它仍然会指向相同的内存空间，但是此时该内存已无效，不能被使用。所以建议将 ptr的值设置为 NULL，
#include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <string.h>
int function(int n,char **pf);
int main() { char *p;
function(13,&p); //如何在主函数中得到子函数申请的堆区空间的首地址？ puts(p); printf("p: = %#p\n",p); printf("&p = %#p\n",&p); free(p); p = NULL; } //int n = 13; //char **pf == &p //pf 指针指向p
//pf == &p //*pf == p == int function(int n,char **pf) { *pf = (char *)calloc(n,sizeof(char)); //堆区空间 printf("pf: = %#p\n",pf); printf("*pf = %#p\n",*pf);
if(*pf == NULL) { return 0; } strcpy(*pf,"hello world"); return 1; } |