【C语言复习（二十）】动态内存分配

1、为什么要使用动态内存分配？

C语言中的一切操作都基于内存；

变量和数组都是内存的别名，如何分配这些内存由编译器在编译期间决定：

定义数组的时候必须指定数组长度；

数组长度在编译期就必须决定；

由于以上的限制，如果在程序运行时，一旦预先定义的数组大小不够使用，那就需要重新分配内存大小，这就要使用动态内存分配。

2、C语言内存管理函数

3、malloc和calloc函数

malloc函数分配连续的内存区域，大小不小于size字节，但其内存单元中的内容尚未定义；
calloc函数分配不少于count*size的内存空间，且会把这段内存中每个字节都初始化为0；
它们都返回void指针，返回的指针值是“分配的内存区域中”第一个字节的地址，如果无法分配内存，则会返回空指针；
把void指针赋值给不同类型的指针变量时，编译器会隐式类型转换；当存取分配的内存空间时，所使用的指针类型决定如何“翻译”该位置的数据；

4、realloc和free函数

free函数释放动态分配的内存区域，开始地址是ptr，ptr的值可以是空指针，调用此函数传入空指针时，函数不起任何作用；
realloc函数释放ptr所指的内存区域，并分配一个大小为size字节的内存区域，返回此区域的起始地址，新的内存区域可以和旧内存区域一样，起始于相同位置；
realloc函数会保留原始内存内容（只保留两者中比较小的空间大小），如果新的内存区域没有从原始区域的地址开始，那么realloc函数会将原始的内容复制到新的内存区域中，如果新的内存区域比较大，那么多出来的部分的值是没有定义的；
可以把空指针当作ptr传入realloc函数，这样realloc函数等价于malloc函数；
如果内存不足以满足新的内存分配请求，那么realloc函数返回一个空指针，这种情况下，不会释放原始内存区域，也不会改变它的内容；
传入free和realloc的指针自变量（如果不是空指针的话）必须是尚未被释放的动态分配内存区域的起始地址，如果是别的值，或者是已经释放过的内存地址，程序的行为是没有定义的，linux下可能会发生段错误，Windows下可能死掉也可能正常。
这些内存管理函数会在内部做记录，追踪每个分配内存区域大小，这就是为什么free和realloc函数的尝试都只需要地址，不需要区域大小的缘故，我们无法得知调用free函数是否成功，因为此函数没有返回值。

5、使用举例

#include <stdio.h>
#include <malloc.h>

int main()
{
int i = 0;
int* pI = (int*)malloc(5 * sizeof(int));
short* pS = (short*)calloc(5, sizeof(short));

for(i=0; i<5; i++)
{
printf("pI[%d] = %d, pS[%d] = %d\n", i, pI[i], i, pS[i]);
}

pI = (int*)realloc(pI, 10 * sizeof(int));

for(i=0; i<10; i++)
{
printf("pI[%d] = %d\n", i, pI[i]);
}

free(pI);
free(pS);

return 0;
}