第21讲：动态内存管理

1.为什么要有动态内存分配

2.malloc和free

3.calloc

4.realloc

5.笔试题

6.总结c/c++中程序内存区域划分

1.为什么要有动态内存分配

为了调整申请的空间大小，使程序员可以申请和释放空间，提高程序的灵活性

2.malloc和free

作用：分配一块连续可用的空间

头文件：stdlib.h

参数：类型是size_t，size是预分配大小（单位是字节）

返回值：类型是void*,若开辟失败，返回NULL；若开辟成功，返回这块空间（malloc开辟的空间）的首指针。

用法：开辟空间后，我们要保留这块空间的首指针，但malloc的返回值类型是void*，保留时要注意强制类型转换。最后，当开辟的空间不再用时，要用free函数释放空间，否则该空间将被一直占用，直到程序结束时才会被操作系统收回。

作用：释放动态开辟的内存。

头文件：stdlib.h

参数：类型是void*，参数是需解除分配的内存块；参数可以是NULL，此时函数什么也不做

返回值：无

上述代码看似没有问题，但却有个大问题。

如果malloc开辟空间失败呢？

返回NULL，而且我们还对NULL解引用了，这是非常可怕的，所以，修改如下：

这样才合适。

还有一个问题，释放pa指向的空间后，pa和p就是野指针了，要置NULL才合适

3.calloc

作用：开辟num个size字节的空间，并将每个开辟的字节初始化为0

头文件：stdlib.h

参数：类型都是size_t，num是开辟的元素个数，size是为每个元素分配的大小

返回值：和malloc一致

特点：与malloc区别不大，但malloc是不会对开辟空间初始化的，但calloc会。

4.realloc

作用：调整动态开辟的空间大小

头文件：stdlib.h

参数1：类型是void*，参数1是需调整的动态开辟的空间

参数2：类型是size_t，参数2是调整后的空间大小

参数1可以是NULL，此时将开辟一块size字节的空间，并返回首指针

返回值：类型是void*，若开辟失败，返回NULL；若开辟成功，返回调整后空间的首指针

注意：开辟后的空间未必是在原来的位置！所以要保留realloc的返回值才比较合适

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
int main()
{
	int* p = (int*)malloc(16);//开辟空间，保留首指针
	if (p == NULL)
	{
		exit(-1);
	}
	int* pa = p;
	p = (int*)realloc(pa, 32);
	if (p == NULL)
	{
		exit(-1);
	}
	pa = p;
	free(pa);//回收空间
	pa = NULL;//防野指针
	p = NULL;
	return 0;
}

5.笔试题

题目1

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>
void getmemory(char* p)
{
	p = (char*)malloc(100);
}
void test()
{
	char* str = NULL;
	getmemory(str);
	strcpy(str, "helo world");
	printf(str);
}
int main()
{
	test();
	return 0;
}

其实吧，并不会打印hello world，str是空指针，将指针变量传给getmemory不会改变指针变量，形参只是实参的一份临时拷贝，改变形参不会改变实参。

应将指针变量的地址传上去，然后解引用才能改变指针变量str

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>
void getmemory(char** p)
{
	*p = (char*)malloc(100);
}
void test()
{
	char* str = NULL;
	getmemory(&str);
	strcpy(str, "helo world");
	printf(str);
}
int main()
{
	test();
	return 0;
}

这样就没问题了

题目2

#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>
char* getmemory()
{
	 char p[] = "hello world";
	return p;
}
void test()
{
	char* str = NULL;
	str = getmemory();
	printf(str);
}
int main()
{
	test();
	return 0;
}

看起来没什么问题，因为字符串常量是存储在代码段的，不是栈区，即使出了函数也不会销毁，char p【】等价于char* p，而p是指向字符串常量的指针，出函数后，p就被销毁了，但是变量p里面装的指针（也就是字符串常量的首指针）被返回了，应该是可以打印的。

但是吧，有个误区（上面红字是错的），我们忽略了字符数组初始化的特殊性，本代码的实质是将字符串拷贝一份，放到字符数组中，而这个字符数组是在栈区的，p是字符数组的首指针。出了函数，p指向的空间就被回收了，所以不能打印。

但是，我们只要稍稍修改：

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>
char* getmemory()
{
	 const char* p = "hello world";
	return (char*)p;
}
void test()
{
	char* str = NULL;
	str = getmemory();
	printf(str);
}
int main()
{
	test();
	return 0;
}

这个代码是可以打印的，因为p不再是数组名了，字符数组的特殊初始化没有了，p就是字符串常量的首指针！

题目3

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>
void getmemory(char** p,int num)
{
	*p = (char*)malloc(num);
}
void test()
{
	char* str = NULL;
	getmemory(&str, 100);
	strcpy(str, "hello");
	printf(str);
}
int main()
{
	test();
	return 0;
}

这个呀，没什么问题，是对的。因为我们取出str的地址，可以通过解引用的方式改变str。另外，在函数里用malloc申请内存，也是在堆区申请，函数结束对堆区的空间不影响。