1.为什么要有动态内存分配我们已经掌握的内存开辟方式有但是上述的开辟空间的方式有两个特点①空间开辟大小是固定的②数组在声明的时候必须指定数组长度数组空间一旦确定了大小就不能调整但是有时候我们需要的空间大小在程序运行的时候才知道那数组的变异是开辟空间的方式就不能满足了C语言引入动态内存开辟让程序员自己可以申请和释放空间就比较灵活了2.malloc和free2.1malloc功能向内存的堆区申请一块连续可用的空间并返回指向这块空间的起始地址①如果开辟成功则返回这块空间的起始地址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mallo函数并不知道开辟空间的类型具体在使用的时候自己决定④如果参数size为0malloc的行为是标准未定义的取决于编译器2.2freeC语言提供了另一个函数free,专门是用来做动态内存管理的释放和回收的函数原型如下free函数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么free函数的行为是未定义的②如果ptr是NULL指针则函数什么事都不做malloc和free都声明在stdlib.ht头文件中3.calloc和realloc3.1callocC语言还提供了一个函数叫calloc,calloc函数 也用来动态内存分配函数原型1.num:要申请多少个元素size:每个元素的字节大小2.总申请字节数num*size功能①在堆上申请一块连续内存②会把申请到的内存全部初始化为0这是和malloc最大区别③申请失败返回NULL④用完同样需要free释放如果我们对申请的内存空间的内容要求初始化那么可以很方便的使用calloc函数来完成那个任务3.realloc有时我们发现过去申请的空间太小了有时我们又会觉得申请的空间过大了那么为了合理的使用内存我们一定会对内存的大小做灵活的调整那么realloc函数就可以做到对动态开辟内存大小的调整①ptr是要调整的内存地址②size调整之后新大小单位是字节③返回值为调整之后的内存起始地址④这个函数为调整原内存空间大小的基础上还会将原来内存中的数据移动到新空间⑤realloc在调整内存空间的是存在两种情况情况一原空间之后有足够大的空间情况二原有空间之后没有足够大的空间当是情况一的时候要扩展内存就直接原有内存之后直接追加空间原来空间的数据不发生变化情况二当时情况二的时候原有空间之后没有足够多的空间时扩展的方法是在堆空间上另找一个合适大小的连续内存空间来使用。这样函数返回的是一个新的内存地址错误写法非常常见arrrealloc(arr,new_size)如果realloc返回NULLarr直接变成NULL原来内存地址丢失造成内存泄露所以必须用临时指针接收返回值判断成功后再赋值。几个重要特性1.realloc不会初始化新扩容出来的内存新空间里面是垃圾值不会自动清02.可以缩小内存new_size原大小会截断后面的内存前面的数据保留。3.不能传入栈上变量地址只能传堆上malloc/calloc/reallloc返回的指针4.不要传已经free过的指针属于野指针UB未定义行为5.分配的内存最后依然要free(),realloc不会帮你释放6.realloc(ptr,0)标准行为未定义不要使用7.realloc(NULL,size)等价于malloc(size)4.常见的内存错误4.1对NULL指针的解引用操作原因malloc,realloc可能返回NULL忘记判断返回值解决每次分配后判断指针是否为NULL2.越界访问堆内存数组越界后果破坏堆的管理信息可能随机崩溃覆盖其他内存很难调试解决严格控制访问下标不要超出分配大小3.重复free(多次释放同块内存注意free之后指针本身不会置空p仍然保存旧地址变成野指针。好习惯free(p);pNULL;4.释放非堆内存free栈上变量栈内存由系统自动回收不能手动free5.内存泄漏忘记freerealloc错误写法6.使用已经free后的内存野指针5动态内存经典笔试题分析题目一补充strcpy详解头文件#includestringchar*strcpy(char*dest,const char*src);dest:目标地址必须是可写内存不能是常量字符串NULLsrc:源字符串const代表内容只读返回值返回dest的起始地址功能把src指向的字符串完整拷贝到dest里面包含末尾的‘\0(字符串结束标志注意❗❗❗strcpy不会检查目标空间dest的大小如果源字符串长度dest缓冲区大小会越界访问破坏后面内存程序崩溃结果1.malloc申请了100个字节堆内存但是没有任何指针保存这个内存内存泄漏2.Test 里的str依旧等于NULL3.strcpy(str,hello,world):解释这里p是形参值传递调用Get Memorystr)时只是把str里面的NULL拷贝一份给形参p和str是两个独立的指针变量在函数内部pmalloc(100),仅仅修改的是局部变量p外面的str完全不受影响函数结束局部变量p销毁题目二解释核心错误返回栈上局部变量的地址产生野指针属于未定义行为。1.char p[]hello world;是局部数组存储在栈区2.栈区规则函数执行结束之后函数内部所有局部变量全部销毁这块栈内存会被回收释放3.return p;返回数组首地址这个地址本身还在但是对应的内存内容已经失效了4.回到Test函数str保存了这个已经时效的地址printf(str)去访问已经销毁的栈空间题目三解释代码可以正常打印但是存在内存泄漏没有调用free释放malloc申请的堆内存造成内存泄漏程序结束操作系统会回收内存所以单次运行不会崩溃但是如果多次调用Test,会不断占用堆内存内存持续消耗题目四解释野指针问题free(str);free释放这块堆内存这块内存还给操作系统内存失效不能再读写但是指针变量str 本身存的值不会自动变成NULLstr仍然保存那块已经释放的地址此时str就是野指针6.柔性数组C99中结构中的最后一个元素是未知大小的数组这就叫做柔性数组成员例如struct st_type{int iint a[0];//柔性数组成员}有些编译器会报错无法编译可以改成struct st_type{int i;int a[ ];//柔性数组成员};6.1柔性数组的特点结构中的柔性数组成员前面必须至少一个其他成员sizeo返回的这种结构大小不包括柔性数组的内存包含柔性数组成员的结构用malloc()函数进行内存的动态分配并且分配的内存应该大于结构的大小以适应柔性数组的预期大小typedef struct st_type{int i;int a[0];}type_a;int main(){printf(%d\n,sizeof(type_a));//输出的是4return 0;}6.2柔性数组的使用#includestidio.h#includestdlib.hint main(){int i0;type_a*p(type_a*)malloc(sizeof(type_a)100*sizeof(int));//业务处理p-i100;for(i0;i100;i){p-a[i]i;}free(p);return 0;}这样柔性数组成员a,相当于获得了100个整形元素的来连续空间6.3柔性数组的优势上述的type_a结构也可以设计为下面的结构也能完成同样的效果//代码2#includestdio.h#includestdlib.htypedef struct st_type{int i;int *p_a;}type_a;int main(){type_a*p(type_a*)malloc(sizeof(type_a));p-i100;p-p_a(int*)malloc(p-i*sizeof(int));//业务处理for(i0;i100;i){p-p_a[i]i;}//释放空间,先释放放柔性数组再释放总空间free(p-p_a);p-p_aNULL;free(p);pNULL;return 0;}上述代码1和代码2可以完成同样的功能但是方法1的实现有两个好处1.方便内存释放如果我们的代码是在一个给别人用的函数中你在里面做了二次内存分配并把整个结构体返回给用户用户调用free可以释放结构体但是用户并不知道这个结构体内的成员也需要free,所以你不能指望用户来发现这个事所以如果我们把结构提的内存以及其成员一次性分配好并返回给用户一个结构体指针用户做一次free就可以把所有的内存也给时放掉2.这样有利于访问速度连续的内存有益于提高访问速度也有益于减少内存碎片7.c/c中程序内存区域的划分1.栈区stack):在执行函数时函数内局部变量的存储单元都可以在栈上创建函数执行结束这些存储单元自动被释放栈区主要存放运行函数而分配的局部变量函数参数返回数据返回地址2.堆区realloc,malloc,calloc申请的空间一般由程序员分配释放若程序员不释放程序结束时可能由OS操作系统回收3.数据段静态区存放全局变量静态数据程序结束后由操作系统释放4.代码段存放函数体类成员函数和全局函数的二进制代码。已完结