1.如果开辟成功，则返回一个指向开辟好空间的指针。
2.如果开辟失败，则返回一个 NULL 指针，因此 malloc 的返回值一定要做检查。
3.返回值的类型是 void* ，所以 malloc 函数并不知道开辟空间的类型，具体在使用的时候使用者自己来决定。
4.如果参数 size 为 0 ， malloc 的行为是标准是未定义的，取决于编译器。

void*的返回类型，使用的时候根据情况强制类型转换

C语言还提供free函数，专门是用于做动态内存的释放和回收的，函数原型如下：

free函数是用来释放动态开辟的内存：

1.如果参数 ptr 指向的空间不是动态开辟的，那free函数的行为是未定义的。（会报错）
2.如果参数 ptr 是NULL指针，则函数什么事都不做。

图文演示：

头文件要加上 malloc.h

代码演示：

int main()
{
	int num = 0;
	scanf("%d", &num);
	//int arr[num] = { 0 };   num 在 [] 中
	//VS 不支持这样，但是可以使用动态内存函数，实现动态数组
	int* ptr = (int*)malloc(sizeof(int) * num);
	if (NULL == ptr) {//进行判断是否创建成功
		perror("malloc::ptr");	
	}
	else {
		for (int i = 0; i < 10; i++) {
			*(ptr + i) = i;
		}
		for (int i = 0; i < 10; i++) {
			printf("%d ", *(ptr + i));
		}
		free(ptr);  //使用free函数释放动态申请的ptr
		ptr = NULL;  //将ptr  free之后，置为NULL，防止野指针非法访问
	}

	return 0;
}

而且malloc函数创建的空间不会进行初始化，里面存放的是随机值，如图

1.2 calloc

calloc函数也是C语言提供的，用来动态内存分配，原型如下：

calloc函数介绍：

1.函数的功能是为 num 个大小为 size 的元素开辟一块空间，并且把空间的每个字节初始化为 0。

2.与函数 malloc 的区别只在于 calloc 会在返回地址之前把申请的空间的每个字节初始化为全 0。

实操图文分析：

代码演示：

int main()
{
	int num = 0;
	int* ptr = (int*)calloc(10, sizeof(int));//使用calloc函数
	for (int i = 0; i < 10; i++) {
			*(ptr + i) = i;
		}
		for (int i = 0; i < 10; i++) {
			printf("%d ", *(ptr + i));
		}
		free(ptr);//free 动态申请的ptr
		ptr = NULL;//置为NULL，防止野指针越界访问
	return 0;

}

对于calloc动态申请的空间是否每一个字节都变为0呢？我们来看下图

这也是calloc和malloc函数的最大的区别，是否自动初始化，前者有，后者无

realloc

realloc也是C语言提供的动态内存申请函数，使得动态内存管理更加灵活。

本质是可以对已经动态申请过的空间进行增容，是更加灵活的。

有时会我们发现过去申请的空间太小了，有时候我们又会觉得申请的空间过大了，那为了合理的时候内存，我们一定会对内存的大小做灵活的调整。那 realloc 函数就可以做到对动态开辟内存大小的调整。

函数原型如下，并对两个形参ptr和size进行分析：

如上图：

1.ptr可以为NULL，相当于malloc一个新的空间，ptr是要调整的内存地址

2.size同样可以为0，则返回值取决于特定的库实现：它可能是空指针，也可能是不应取消引用的其他位置。size是调整之后的大小

3.返回值为调整之后的内存起始位置。

4.这个函数调整原内存空间大小的基础上，还会将原来的数据移动到新空间。

realloc调整内存空间的时候有两种情况：

第一种情况：当原有空间之后的内存空间足够的时候

第二种情况：当原有空间之后的内存空间不够时

如图所示：

因为这两种情况是随机发生的，不能控制必须使用哪一种，所以我们就要小心一个事情，不要用原来动态开辟的变量ptr来直接接收realloc，应该创建临时变量接收，先判空，之后再赋值给ptr

代码图示：

可以自行测试：

int main()
{
	int* p = (int*)malloc(sizeof(int)*10);
	if (p == NULL) {
		perror("malloc::p");
	}
	else {
		printf("%p\n", p);
	}
	int* ptr = (int*)realloc(p, sizeof(int) * 20);//创建临时变量
//如果使用 int* p = (int*)realloc(p,....这样的话如果创建失败，返回NULL，
//这样的话p的内容就没有了，所以创建临时变量ptr，然后下面判空之后可以交换
	if (NULL == ptr) {
		perror("realloc::ptr");
	}
	else {
		p = ptr;
		ptr = NULL;
		printf("%p\n", p);
	}

	free(p);
	p = NULL;
	return 0;
}

常见动态内存错误（案例分析）

对于NULL指针的解引用操作

意思就是要学会使用动态内存函数的时候吗，要进行判空，不然谁知道有没有问题NULL

int main()
{
	int* p = (int*)malloc(sizeof(int) * 10);
	*p = 10;//这个时候谁知道p是不是NULL，如果是NULL，那么这就是非法访问，是错误
	free(p);
  return 0;
}

对动态开辟空间的越界访问

就是说，开辟多少空间就是多少空间，不能越过这个字节数的界限访问空间外的地址

int main()
{
	int* p = (int*)malloc(sizeof(int) * 10);
	if (NULL == p) {
		perror("malloc::p");
	}
	else {
		for (int i = 0; i < 100; i++) {
			*(p + i) = i + 1;//当i等于10的时候就开始越界访问
		}
		for (int i = 0; i < 11; i++) {
			printf("%d ", *(p + i));
		}
		free(p);
		p = NULL;
	}
	return 0;
}

和数组一样，不要越界，不需要多想什么额外的东西

对非动态开辟内存使用free释放

free可以放置NULL进去，不会报错，但是不能放非动态开辟的内存，会报错

图示分析free函数：

代码演示：

int main()
{
	int* p = (int*)malloc(sizeof(int) * 10);
	int a = 10;
	free(&a);//非动态内存开辟的，会报错
//free(NULL);  //没有什么反应，程序正常
	return 0;
}

使用free释放了动态开辟内存的一部分

就是说如果动态开辟内存之后的p指针的位置发生改变的话再去释放free(p)只是释放一部分

代码演示：

//举例
int main()
{
	int* p = (int*)malloc(sizeof(int) * 10);
	p++;
	free(p);//这个的时候p向右移动一个整型字节空间，再进行释放，那么先前那个空间就没被释放
	return 0;
}

对同一块动态内存进行多次释放

多次释放会报错的

图示：

动态开辟空间忘记释放（内存泄漏）

所以我们要养成当一个动态空间不用的时候就free他，放置内存泄露

代码演示：

int main()
{
	//test();
	while (1) {
		malloc(1);//一直申请就是不释放
	}
}

练习题

第一个

void GetMemory(char *p)
{
p = (char *)malloc(100);
}
void Test(void)
{
char *str = NULL;
GetMemory(str);
//改为传递地址就可以或者就是用str接收
//str= GetMemory(str);//实际上用临时变量接收更好
strcpy(str, "hello world");
printf(str);
//用完释放
//free(str);
//str=NULL;
}

1.传值操作，就算p申请了空间也不会使得str发生改变，所以str依旧是NULL，不能有strcpy

2.内存泄漏，GetMemory(str);未释放p的空间

第二个

char *GetMemory(void)
{
//修改为：
//static char p[] = "hello world";
char p[] = "hello world";
return p;
}
void Test(void)
{
char *str = NULL;
str = GetMemory();
printf(str);
}

典型的返回栈地址问题，p数组是局部变量，确实是返回了p的地址给str，但是GetMemory函数结束之后，数组p的空间就没有，再访问p的地址（printf（str））就会非法访问

第三个

void GetMemory(char **p, int num)
{
*p = (char *)malloc(num);
}
void Test(void)
{
char *str = NULL;
GetMemory(&str, 100);
strcpy(str, "hello");
printf(str);
//修改为：free(str);
//str=NULL;
}

没有释放str动态开辟的空间，没有free（str），str=NULL

第四个

void GetMemory(char **p, int num)
{
*p = (char *)malloc(num);
}
void Test(void)
{
char *str = NULL;
GetMemory(&str, 100);
strcpy(str, "hello");
printf(str);
//修改为：free(str);
//str=NULL;
}

在使用str之前就释放了str申请的空间，释放之后str！=NULL，保留原来地址，str这个时候已经是野指针了（因为没有了对相应空间的访问权限），之后确实是输出了world，但是从if语句就已经错误了，置为str=NULL 就可以了

总结

本文主要是对于malloc、calloc、realloc、free函数的介绍和使用细节的说明，还有一些关于动态内存管理的函数，学会了这些，对于以后数据结构的内容会更加得心应手，所以希望大家能多多支持，接下来，下一章，我们跟大家讲解一下，文件管理的内容。学会了就可以更新通讯录啦！！！

以上就是使用c语言轻松实现动态内存管的详细内容，更多关于c语言实现动态内存管的资料请关注编程宝库其它相关文章！

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