C語言的動態內存如何分配

今天小編給大家分享一下C語言的動態內存如何分配的相關知識點，內容詳細，邏輯清晰，相信大部分人都還太了解這方面的知識，所以分享這篇文章給大家參考一下，希望大家閱讀完這篇文章后有所收獲，下面我們一起來了解一下吧。

動態內存分配的定義

首先我們要搞清楚什么是動態內存的分配

平常我們定義的數組，都是在棧區分配的空間，都是分配的空間都是固定的大小

這種分配固定大小的內存分配方法稱之為靜態內存分配

與靜態內存相對的，就是可以控制內存的分配的動態內存分配

注意：這里動態內存分配的空間是在堆區申請的，不是在棧區申請的

這里要講一下什么是棧區，什么是堆區

內存的空間并不是都是一樣的，在學習C語言時，提到的區域大致上分為棧區，堆區，和靜態區。就比如說在一個車間一樣，不同的區域做著不同的事，就有不同的功能，但是這些不同的功能又不是毫不相關的，他們彼此聯系，相互構成整個內存空間.

動態內存的優勢

<1>  可以控制內存的大小

在很多時候，我們申請的空間是未知的

就比如說通訊錄，在剛剛開始用的時候很小的空間就足夠了，但是在未來你不知道你需要存下多少個號碼，這時候就存在一個問題，你定的空間需要多少個字節，當申請的太少，就會出現存不下去的情況，如果存的空間過大，有會造成一定的浪費。 

在動態內存分配就可以避免這個問題，你可以運用 reallac 控制大小，當內存達到申請的空間時，就會主動擴容，也就是再次向內存申請空間。

<2> 可以多次利用這部分空間

靜態內存分配利用的空間，整個程序結束才會釋放給系統

而動態內存分配的空間，只能在函數運行結束后由系統自動釋放，需要用戶主動去釋放，可以通過利用完(就比如說打印元素，打印完)，用戶再通過 free函數釋放 這塊申請的空間，當再次用動態內存申請空間時，就可以再次利用這塊空間，這樣也能在一定程度上，可以節省一定的空間。

<3>不占用棧區的內存

假設棧區定義了變量

而每個變量分配內存時，之間又有一定的間隙

當定義的變量足夠多時，空隙也會很多

這時候向系統申請一個比較大且連續的空間時，雖然有足夠的空間，但是缺少了連續的空間

就無法申請到這部分空間

所以動態內存在堆區申請，就完全不必擔心棧區的空間不夠的問題

說到這里，你是不是有一個疑惑，為什么空間的內存存在棧區和堆區之分 

如果感興趣，可以參考這個回答&mdash;&mdash;為什么存在棧區堆區

malloc calloc realloc和free函數的介紹

在動態內存的分配中，離不開malloc與calloc，這兩個函數都是向內存申請空間

這兩個函數都是向系統申請動態內存空間，他們的頭文件，返回值和功能大致都是相同的

不同的是calloc函數開辟的空間，就會將空間的內容全部初始話為零

而，malloc函數向系統申請的空間，空間的值都是隨機的

動態空間的申請與釋放

講完動態內存申請的相關函數，那具體的代碼實現是什么呢

<1>    double *x；

<2>    x=calloc(1，sizeof(double))或者x=malloc(sizeof(double));

<3>    free;

 下面動態分配的內存賦值并顯示

為單個對象分配空間

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
int main()//動態內存的賦值與顯示
{
	int* a;
	a = malloc(sizeof(int));    //分配動態內存
	if (a == NULL)              //是否成功分配了儲存空間，否則返回分配失敗
		printf("分配失敗");
	else
	{
		*a = 20;
		printf("*a=%d\n", *a);
		free(a);                //釋放
	}
	return 0;
}

為數組分配空間

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
int main()//動態內存的賦值與顯示
{
	int n = 0;  int* a; int i = 0;
	printf("輸入分配空間元素的個數:>");
	scanf_s("%d", &n);
	a =(int *) calloc(n,sizeof(int));
	if (a == NULL)
		printf("分配失敗");
	else
	{
		for (i = 0; i < n; i++)
		{
			*(a + i) = i;
			printf("*a=%d\n", *(a+i));
		}
		free(a);
	}
	return 0;
}

這里其實沒有“為數組開辟的空間”這一說

因為動態申請的空間都是一個一個的“塊”

不難發現，calloc與malloc的差別并不大，只有第一個參數不同

在這兩行代碼中，存在著一個小細節 

a = malloc(sizeof(int));

a =(int *) calloc(n,sizeof(int));

這兩者的差別不僅僅是函數的不同，其中后者有強制類型轉換，而前者沒有

實際上在C語言的標準上，有無強制類型轉換都是行得通的（當然在c++必須將強制類型轉換）

因為無論是calloc還是malloc，他們的返回值都是void* ，這里的void*實際上可以轉換為int*類型或者其他類型，換句話說，就是返回的指針是兼容所有類型的萬能指針。

即指向void型的指針可以指向任意類型的對象，是一種特殊類型的指針。

指向void型的指針的值可以賦給指向任意類型的指針，反之亦可。

改變申請的動態內存（realloc的使用）

#include<stdlib.h>
#include<stdio.h>
int main()
{
	int* a; int i = 0;
	a=(int *)calloc(10,sizeof(int));
	if (a == NULL)
		printf("分配失敗");
     //使用
	else
	{
		for (i = 0; i < 10; i++)
		{
			*(a + i) = i;
			printf("*a=%d\n", *(a + i));
		}
	//需要擴容
		int* ret = realloc(a, 80);
		if (ret != NULL)
		{
			a = ret;
		}
		free(a);
        a=NULL；
	}
}

擴容不能直接就a=realloc(a, 80)，需要中間引一個中間變量*ret

擴容可能有三種情況

情況一（在a的地址處，有空余的空間來擴容）

情況二 （在a的地址處，沒有空余的空間來擴容，但是有其他的空間可存儲擴容后的空間）

 情況三（reallo調整空間失敗）

在這三種情況中，第一種的地址不變

第二種會在一個新的地方申請足夠大的地方，此時的地址不在是a原先的地址

第三種就擴容失敗，就會導致擴容前申請的空間，也發生了改變，所以不能直接用a來重新賦值。

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