歡迎來CILMY23的博客喔，本篇為【C語言】內存操作篇---動態內存管理----malloc，realloc，calloc和free的用法【圖文詳解】，感謝觀看，支持的可以給個一鍵三連，點贊關注+收藏。

前言

?在學完結構體后（結構體1：http://t.csdnimg.cn/ZkBHj結構體2：http://t.csdnimg.cn/rmAwJ）我們要進入新篇章了，內存操作中最關鍵的一節---動態內存管理，本篇博客將了解malloc，realloc，calloc和free的用法。

目錄

一、為什么會有動態內存管理？

二、malloc和free

malloc的介紹和使用??

空間回收?

free的介紹和使用

三、realloc

realloc的介紹和使用?

四、calloc?

calloc的介紹和使用?

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一、為什么會有動態內存管理？

?在過去我們向內存中申請空間有兩種方式，一是創建變量，二是創建數組

#include<stdio.h>int main()
{int C = 23;//申請四個字節空間char c = 'C';//申請1個字節空間char CI[10] = "CILMY23";//申請10個字節空間return 0;
}

但是上述的開辟空間的方式有兩個特點：
? ? ?空間開辟大小是固定的。
? ? ?數組在聲明的時候，必須指定數組的長度，數組空間一旦確定了大小不能調整
我們申請的空間都很固定，沒法靈活調整，但是對于空間的需求，不僅僅是上述的情況。有時候我們需要的空間大小在程序運行的時候才能知道，那數組和變量的編譯時開辟空間的方式就不能滿足了。
C語言引入了動態內存開辟，讓程序員自己可以申請和釋放空間，就比較靈活了。?

二、malloc和free

malloc可以在cplusplus網站查詢：malloc - C++ Reference (cplusplus.com)??

?malloc函數原型如下：

void* malloc (size_t size);

?malloc的函數介紹如下：

malloc 的功能如下：

malloc的介紹和使用??

malloc函數是頭文件stdlib中的，malloc函數是用來向內存申請空間的（在堆區申請），在函數原型中我們可以看到有一個形參size_t size，根據Allocates a block of?size?bytes of memory, returning a pointer to the beginning of the block，我們知道這個形參是計算空間大小后得出的結果，比如申請40個字節空間，size就等于40.那它最后會返回一個指針，指向這個空間的起始位置，那返回類型是void*，因為我并不知道這段空間會干什么，所以返回void*（不懂可以看http://t.csdnimg.cn/dshm8），當malloc失敗后，會返回一個NULL。

使用如下：

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>int main()
{// 向內存空間申請40個字節//將void*轉換成int*類型將其存入指針變量pint* p = (int *)malloc(10 * sizeof(int));int i = 0;//將i存入開辟的空間for (i = 0; i < 10; i++){*(p + i) = i;}//將空間中的數值打印for (i = 0; i < 10; i++){printf("%d ", *(p + i));}
}

結果如下：

?

?圖解如下：

?那如果我們申請失敗了呢？那我們就可以用perror來直接打印錯誤信息。

if (*p == NULL)
{perror("malloc");
}

空間回收?

malloc是在堆區申請空間的，malloc的空間回收有兩種方法，一是free回收，二是程序結束的時候，由操作系統回收?我們這里主要講free回收，首先回顧一下內存的區域，主要由堆區棧區和靜態區構成，堆區是動態分配區，像malloc這些，棧區是臨時的參數，局部變量和形式參數，靜態區主要是全局變量和靜態變量。

?
?????

free的介紹和使用

free函數的原型如下：

void free (void* ptr);

free函數介紹如下：

?free的功能和使用案例如下：

free函數是用來釋放動態開辟出來的空間，給到地址就能釋放地址所指向的位置?

free的使用：

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>int main()
{// 向內存空間申請40個字節//將void*轉換成int*類型將其存入指針變量pint* p = (int *)malloc(10 * sizeof(int));if (*p == NULL){perror("malloc");}int i = 0;//將i存入開辟的空間for (i = 0; i < 10; i++){*(p + i) = i;}//將空間中的數值打印for (i = 0; i < 10; i++){printf("%d ", *(p + i));}free(p);p = NULL;
}

我們使用free（），因為我們將p所指向的空間釋放了，那p就成了野指針，我們就需要處理野指針，所以將p置空。?

總結：

malloc如果開辟成功，則返回?個指向開辟好空間的指針。
? ? ?如果開辟失敗，則返回?個NULL 指針，因此malloc的返回值?定要做檢查。
? ? ?返回值的類型是void* ，所以malloc函數并不知道開辟空間的類型，具體在使用的時候使用者自己來決定。
? ? ?如果參數size為0，malloc的行為是標準是未定義的，取決于編譯器。

free函數只能用來釋放動態開辟的內存。
? 如果參數 ptr 指向的空間不是動態開辟的，那free函數的行為是未定義的。
? 如果參數 ptr 是NULL指針，則函數什么事都不做。

三、realloc

?

?realloc函數可以在cplusplus網站查詢：realloc - C++ Reference (cplusplus.com)

realloc的原型如下：

void* realloc (void* ptr, size_t size);

realloc的函數介紹如下：??

realloc的功能和使用案例如下：?

realloc的介紹和使用?

?realloc的參數有void* ptr, size_t size，size就是要調整后的空間大小，ptr則是要調整的空間起始地址。realloc 的調整分兩種情況，一種是原地擴，也就是后面的空間足夠，如下圖所示，未分配的空間加已分配的橙色空間剛好夠size，或者小于size，則realloc原地擴

第二種情況是未分配的黑色空間加已分配的橙色空間，超過size后的字節，那realloc會到新的一塊未分配區域重新開辟一塊空間，來分配原先的字節，并將原來的地址做拷貝，最后返回新的空間地址，并且舊空間會自動釋放掉。

realloc的使用：

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>int main()
{int* p = (int*)malloc(10 * sizeof(int));int i = 0;for (i = 0; i < 10; i++){*(p + i) = i;}for (i = 0; i < 10; i++){printf("%d ", *(p + i));}//調整申請的堆上內存int* tmp = (int*)realloc(p, 40);if (tmp != NULL){p = tmp;tmp = NULL;}else{perror("realloc");}free(p);p = NULL;return 0;
}

總結：

? ptr 是要調整的內存地址
? size 調整之后新大小
? 返回值為調整之后的內存起始位置。
? 這個函數調整原內存空間大小的基礎上，還會將原來內存中的數據移動到新的空間。
? ? ?realloc在調整內存空間的是存在兩種情況：
? 情況1：原有空間之后有足夠大的空間
? 情況2：原有空間之后沒有足夠大的空間

四、calloc?

calloc函數可以在cplusplus網站查詢：calloc - C++ Reference (cplusplus.com)?

calloc的原型如下：

void* calloc (size_t num, size_t size);

calloc的函數介紹如下：?

?

calloc的功能和使用案例如下：?

?

calloc的介紹和使用?

calloc的參數是兩個，一個是num，一個是大小size，其中一個給數量，一個給大小。calloc和malloc函數最大區別就是，calloc會賦一個初值，每個初值都是0.?使用和malloc是差不多的

?

使用如下：

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
int main()
{int* p = (int*)calloc(10 ,sizeof(int) );int i = 0;for (i = 0; i < 10; i++){printf("%d ", p[i]);}printf("\n");for (i = 0; i < 10; i++){*(p + i) = i;}for (i = 0; i < 10; i++){printf("%d ", p[i]);}free(p);p = NULL;
}

?結果如下：

?

?如果我們只是想開辟空間，我們只需要用malloc，而calloc是把開辟出來的空間賦了一個初值。

總結：

?? 函數的功能是為num 個大小為size的元素開辟?塊空間，并且把空間的每個字節初始化為0
? ?與函數malloc 的區別只在于calloc會在返回地址之前把申請的空間的每個字節初始化為全 0

感謝各位同伴的支持，本期動態內存管理篇就講解到這啦，如果你覺得寫的不錯的話，可以給個一鍵三連，點贊關注+收藏，若有不足，歡迎各位在評論區討論。????