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目录
引言
一、为什么要有动态内存分配？
二、malloc
三、free
四、calloc
五、realloc
六、常见的动态内存错误
1、对 NULL 的解引用
2、对动态内存开辟空间的越界访问
3、对非动态内存开辟的空间使用 free
4、用 free 释放动态内存空间的一部分
5、对同一空间的反复释放
七、结语
引言
在编写高效且灵活的C语言程序时，内存管理扮演着至关重要的角色。静态分配虽然简单易用，但在面对变长数据结构和复杂需求时，动态内存管理提供了更强的弹性。通过合理地申请、使用和释放内存，我们不仅可以优化资源利用，还能避免潜在的内存泄漏问题。本篇博客将带你全面了解C语言中的动态内存管理机制，掌握相关的核心技术与实践技巧。
一、为什么要有动态内存分配？
因为灵活。现实情况中，有很多的不确定因素，不确定的数量，不确定的大小，如果设置的容量小了不够用，大了又会浪费空间，这时候就绪需要用到动态内存来灵活的设置容量大小。
二、malloc
该函数包含在 <stdlib.h> 中，它的原型如下：
void* malloc(size_t size);功能：向内存的堆区申请一块连续可用的空间
返回：如果申请成功，则返回这块空间的地址，
申请失败，则返回 NULL
举个栗子：
//向内存申请一块连续的能放下10个整型的空间
int* ret = (int*)malloc(10 * sizeof(int));
//判断申请是否成功
if (ret == NULL)
{perror("malloc");return 1;
}注意：malloc 的返回值为 void* 类型，因此我们需要对齐强制类型转换！转换为你想要的类型，int* , char* 等等，甚至结构体指针
三、free
该函数包含在头文件 <stdlib.h> 中，它的原型如下：
void free(void* ptr);功能：释放开辟的动态内存
无返回值
举个例子：
//释放掉刚才开辟的空间
free(ret);
ret = NULL; //防止野指针在我们用完一块空间后一定要记得释放，不然指向该空间的指针被修改或者销毁，那么你将永远找不到这块空间！而这块空间还在占用你的内存！
四、calloc
该函数包含在 <stdlib.h> 中，它的原型如下：
void* calloc(size_t num, size_t size);功能：为 num 个大小为 size 的元素开辟一块空间
返回：成功返回空间地址，失败返回 NULL
举个栗子：
//向内存申请一块连续的能放下10个整型的空间
int* p = (int*)calloc(10 ,sizeof(int));
//判断申请是否成功
if (p == NULL)
{perror("malloc");return 1;
}
//……使用
//释放
free(p);
p = NULL;注意：calloc 与 malloc 一样都用于开辟一块动态内存，不同的是，calloc 会给每个空间初始化为 0 ，而 malloc 不会
五、realloc
该函数也是包含在 <stdlib.h> 中，它的原型如下：
void* realloc(void* ptr, size_t size);功能：调整动态内存的大小
ptr ： 被调整的空间地址
size ： 调整之后的新大小，单位是字节
返回：成功返回调整之后的新地址，
失败返回 NULL
举个栗子：
//向内存申请一块连续的能放下10个整型的空间
int* p = (int*)calloc(10 ,sizeof(int));
//判断申请是否成功
if (p == NULL)
{perror("malloc");return 1;
}
//调整大小为80个字节
int* p2 = (int*)realloc(p, 40 + 40);
//判断是否调整成功
if( p2 == NULL)
{perror("realloc");return 1;
}
p = p2;
//释放
free(p);
p = NULL;这里为什么要用 p2 接收扩容后的空间呢？
因为如果扩容失败，realloc 就会返回 NULL，如果用原来的 p 去接收，那么 p 就被置为 NULL，那么，原来的那块空间就彻底跟你 say 拜拜了
那么，realloc 的细节是什么？真的是扩容吗？
其实不是的，realloc 只是申请一块新的空间，然后把源空间的内容拷贝到新空间，然后在返回新空间的地址
六、常见的动态内存错误
1、对 NULL 的解引用
平时大家肯定不会反这种错误，但有时候 NULL 会伪装自己，蒙蔽了广大学者的慧眼，比如：
int* p = (int*)malloc(INT_MAX);
for (int i = 0; i < 10; i++)
{p[i] = i;
}INT_MAX 是有符号int类型的最大值 21247483647 ，很大的一个数字，就会让内存申请失败，返回NULL，而这时候在解引用，就会报错！
为了规避这种错误，建议每申请完一个空间，都要对齐判断是否成功
2、对动态内存开辟空间的越界访问
int* p = (int*)malloc(10 * sizeof(int));
if (p == NULL)
{perror("malloc");return 1;
}
for (int i = 0; i <= 10; i++)
{p[i] = i;
}当 i == 10 时，越界访问
这个问题都是很常见的，这里就不多说了
3、对非动态内存开辟的空间使用 free
注意，free 只能释放动态内存空间，也就是用 malloc calloc realloc 开辟出来的空间，至于数组什么的都不可以！
4、用 free 释放动态内存空间的一部分
int* p = (int*)malloc(10 * sizeof(int));
p = p + 2;
free(p);这样也不可以！free 必须接收该空间的首地址！
5、对同一空间的反复释放
int* p = (int*)malloc(10 * sizeof(int));if (p == NULL){perror("malloc");return 1;}free(p);free(p);这种也是不可以滴！但是为了避免这种错误，可以在每次释放后，给 p 置为 NULL
七、结语
掌握C语言的动态内存管理，不仅是写出高效程序的关键，也是开发安全稳健软件的重要保障。善用malloc、realloc和free等函数，我们可以灵活应对各种复杂场景，实现资源的动态高效利用。在未来的编程旅程中，让我们不断深入探索与实践，成为内存管理的高手，从而写出更加出色与安全的C语言程序。