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一、为什么会有动态内存管理
我们在定义一个数组的时候，这个数组的大小就是固定的，一旦确定了数组的大小，未来就不能再调整。而c语言中，提供了动态内存开辟，我们就可以自由地申请或者释放空间，更加灵活。
二、动态内存管理相关函数
1.malloc
malloc函数是c语言的库函数，使用时要引头文件stdlib.h，它用于在内存中开辟一块空间，如果开辟成功，返回值是指向这块空间的起始地址，否则返回空指针。
它的函数原型：
void* malloc(size_t size)；
注意：函数的参数是要申请的空间的大小；由于返回值是void*类型，在使用它时要进行强转。
接下来我们尝试使用这个函数：
cpp
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main()
{
int* ptr = (int*)malloc(sizeof(int));
if (ptr == NULL)//判断内存开辟是否成功，是空指针则开辟失败
{
perror("malloc");//打印错误信息
return 0;//退出程序
}
*ptr = 1;
printf("%d\n", *ptr);
return 0;
}运行结果：
2.calloc
calloc函数和malloc的作用类似，也用于开辟一块空间，区别是它开辟的空间会默认赋值为0。使用时需要引头文件stdlib.h。
函数原型：
void* calloc(size_t num,size_t size);
它所开辟的空间大小为num*size，就是num个大小为size的空间。
当然，它的使用也需要进行强转和返回值判断：
cpp
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main()
{
int* ptr = (int*)calloc(3, sizeof(int));
if (ptr == NULL)
{
perror("calloc");
return 0;
}
return 0;
}3.realloc
realloc可以对开辟的动态内存的大小进行调整，让我们使用内存更加灵活。
它的原型如下：
void* realloc(void* ptr,size_t size);
ptr是需要调整的空间的起始地址，size为调整后的空间大小。要注意：realloc只能对动态开辟的内存进行调整。
我们尝试使用它：
cpp
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main()
{
int* p = (int*)malloc(10 * sizeof(int));
if (p == NULL)
{
perror("malloc");
return 0;
}
p = (int*)realloc(p, 20 * sizeof(int));
return 0;
}但是这样对内存空间进行调整，会有一个潜在的问题。我们仔细分析一下内存调整的过程：
realloc在对内存进行增容时有以下两种情况：
1.原有空间之后有足够大空间
此时，后面的内存空间足够增容，内存的起始地址不会变化。
2.原有空间之后没有足够的空间
此时，函数就会寻找一块更大的地方来存放原有空间和增容后的空间，但是内存的起始地址会改变。
在第二种情况下，如果内存增容失败并且我们使用原来的指针变量接收，由于返回值是空指针，这导致原有的内存空间也会丢失，真是赔了夫人又折兵。所以我们在使用realloc的时候，应该先创建一个临时变量来接收这个地址，如果它不为空指针，再赋值给指向起始地址的指针。
cpp
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main()
{
int* p = (int*)malloc(10 * sizeof(int));
if (p == NULL)
{
perror("malloc");
return 0;
}
int* ptr = (int*)realloc(p, 20 * sizeof(int));
if (ptr != NULL)//如果调整成功，再把接收到的地址赋值给p
{
p = ptr;
}
return 0;
}4.free
当我们主动申请了内存空间之后，自然也需要主动释放它。而free就用于将申请的动态内存进行释放。它的原型如下：
void free(void* ptr);
其中，ptr是指向开辟内存的起始地址。注意：free只能对手动开辟的动态内存使用。
使用举例：
cpp
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main()
{
//开辟动态内存
int* p = (int*)malloc(10 * sizeof(int));
if (p == NULL)
{
perror("malloc");
return 0;
}
//使用内存空间
for (int i = 0; i < 10; i++)
{
p[i] = i+1;
}
for (int i = 0; i < 10; i++)
{
printf("%d ", p[i]);
}
//释放内存
free(p);
p = NULL;//及时将p制成空指针，避免野指针出现
return 0;
}运行结果：
三、常见动态内存开辟错误
1.对空指针解引用操作
cpp
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main()
{
int* p = (int*)malloc(sizeof(int));
*p = 1;//如果开辟失败，p是空指针，就会出问题。应该对指针的有效性进行判断
}2.对动态开辟空间的越界访问
cpp
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main()
{
int* p = (int*)malloc(5 * sizeof(int));
if (p == NULL)
{
perror("malloc");
return 0;
}
for (int i = 0; i < 10; i++)//越界访问
{
p[i] = i + 1;
}
return 0;
}3.对非动态开辟的内存进行free释放
cpp
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main()
{
int a = 0;
int* p = &a;
free(p);//error
return 0;
}4.不完全释放开辟的内存片段
cpp
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main()
{
int* p = (int*)malloc(10 * sizeof(int));
if (p == NULL)
{
perror("malloc");
return 0;
}
p++;//p已经不再指向起始地址
free(p);
return 0;
}5.对同一块内存多次释放
cpp
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main()
{
int* p = (int*)malloc(10 * sizeof(int));
if (p == NULL)
{
perror("malloc");
return 0;
}
free(p);
free(p);//多次释放
return 0;
}6.忘记释放动态开辟的内存
cpp
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main()
{
int* p = (int*)malloc(10 * sizeof(int));
if (p == NULL)
{
perror("malloc");
return 0;
}
return 0;//将导致内存泄漏
}总结
本篇文章我们学习了动态内存管理的相关知识，了解到了动态内存开辟的原因，认识了几个新函数，以及意识到动态开辟内存会常常出现一些问题，我们要学会取规避这些情况。之后博主会和大家分享文件操作相关知识，如果你觉得博主讲的还不错，就请留下一个小小的赞在走哦，感谢大家的支持❤❤❤