C语言黑魔法第三弹——动态内存管理

3.2 对动态开辟空间的越界访问

3.3 对非动态开辟内存使用free释放

一、为什么存在动态内存分配

int arr[20]={0};

比如上面这个数组，我们申请了80个字节的空间，能够存放20个整型数组，但是在实际应用中，我们可能需要更多的空间，或者是只需要40个字节的空间，这样的话就会造成空间浪费，鉴于上面这些问题，所以就有了动态内存分配，动态内存分配可以让空间得到更大的利用。

二、动态内存函数的介绍

动态内存函数主要是malloc、free、calloc、realloc函数的使用，下面我们就针对这几个函数展开详细讲解：

1、malloc

malloc函数的原型如下：

void* malloc(size_t size);

分配内存空间

malloc函数的作用是开辟一个size字节大小的空间，并返回一个无类型的指针。

malloc函数如果开辟空间成功，返回的指针指向的内存块是未初始化的；

但malloc也有开辟失败的可能，所以在用malloc函数开辟空间时，一定要检查是否开辟成功，避免出错。

具体用法如下：

#include
#include
int main()
{
    int n = 5;
    //开辟n个int类型的空间
    int* ps = (int*)malloc(n*sizeof(int));
    //判断是否开辟成功
    if (ps == NULL)
    {
        printf("空间开辟失败\n");
        return 1;
    }
    //对开辟的动态空间进行操作
    for (int i = 0; i  
 
注意事项

使用malloc函数分配内存后，一定要在不再需要这块内存空间时使用free函数释放内存，防止内存泄漏。
在使用malloc分配内存时，要确保分配的内存空间足够存储所需数据，避免发生缓冲区溢出。
malloc函数返回的指针类型是void*，需要进行类型转换为实际需要的指针类型。
在分配内存时，要考虑到内存对齐的问题，避免因内存对齐导致的性能损失。
malloc函数开辟的空间时一个完整的空间，而不是碎片化的
2、free
free函数的原型如下：
```
void free(void* ptr);
```
- ptr：指向要释放的内存空间的指针。
  free函数的功能
  free函数就是用来释放我们所开辟的空间的，在上面也有应用，需要强调的是：free函数释放的空间必须是我们动态开辟出来的空间，而不是其他空间
  $C语言黑魔法第三弹——动态内存管理,词库加载错误:未能找到文件“C:\Users\Administrator\Desktop\火车头9.8破解版\Configuration\Dict_Stopwords.txt”。,操作,没有,程序,第3张$
  free函数的注意事项
  - 仅能释放通过malloc、calloc或realloc函数分配的动态内存空间，不能释放静态内存或栈上的内存。
  - 释放内存空间后，应该将指针设置为NULL，以避免出现野指针的情况。
  - 释放已经释放过的内存空间会导致未定义的行为，因此应该避免重复释放同一块内存空间。
  - 在释放内存空间后，尽量避免继续使用指向已释放内存空间的指针，以防止出现悬空指针的情况。
    3、calloc
    calloc函数的原型如下：
```
void* calloc(size_t num, size_t size);
```
    分配内存空间
    calloc函数的用法与malloc函数的用法几乎完全一致，唯一区别就是传参的不同，malloc函数的参数是开辟空间的字节个数，而calloc函数传的参数是分配的元素个数，和每个元素的大小（即每个元素所占的字节数)
    具体用法
```
#include
#include
int main()
{
    int n = 5;
    //开辟n个int类型的空间
    int* ps = (int*)calloc(n,sizeof(int));
    //判断是否开辟成功
    if (ps == NULL)
    {
        printf("空间开辟失败\n");
        return 1;
    }
    //对开辟的动态空间进行操作
    for (int i = 0; i  
 
注意事项 
 
 
```
    - calloc函数在分配内存时会将内存空间初始化为0，这有助于避免未初始化内存带来的问题。
    - 使用calloc函数分配的内存空间同样需要在不再需要时使用free函数释放，以避免内存泄漏。
    - 类似于malloc函数，calloc函数返回的指针类型是void*，需要进行类型转换为实际需要的指针类型。
    - 在使用calloc函数分配内存时，同样需要考虑内存对齐的问题，确保内存分配的有效性和性能。
      4、realloc
      当我们在C语言中需要重新分配已经分配的内存空间时，通常会使用realloc函数。realloc函数的原型如下：
```
void* realloc(void* ptr, size_t size);
```
      重新分配空间
      realloc函数用于重新分配已经分配的内存空间的大小，可以扩大或缩小已分配内存的大小。参数ptr是指向已分配内存空间起始地址的指针，size是重新分配后的内存空间大小（单位是字节）。realloc函数返回一个指向重新分配后内存空间起始地址的指针。
      具体用法：
      下面是一个realloc函数重新分配空间的案例：
```
#include
#include
int main()
{
    int n = 5;
    //分配n个int类型的空间
    int* ps = (int*)malloc(n * sizeof(int));
    //判断是否开辟成功
    if (ps == NULL)
    {
        printf("开辟空间失败\n");
        return 1;
    }
    //用realloc函数进行扩容
    ps = (int*)realloc(ps, 10 * sizeof(int));
    //判断是否扩容成功
    if (ps == NULL)
    {
        printf("扩容失败\n");
        return 1;
    }
    free(ps);
    ps = NULL;
    return 0;
}
```
      $C语言黑魔法第三弹——动态内存管理,词库加载错误:未能找到文件“C:\Users\Administrator\Desktop\火车头9.8破解版\Configuration\Dict_Stopwords.txt”。,操作,没有,程序,第5张$
      注意事项：
      - realloc函数可以用于扩大或缩小已分配内存空间的大小，但不能保证原始数据的完整性。如果扩大内存空间，新分配的内存空间中的数据是未定义的；如果缩小内存空间，可能会丢失部分数据。
      - 使用realloc函数重新分配内存空间时，建议将返回的指针赋值给原指针变量，以防止内存泄漏。
      - 如果realloc函数无法在原地重新分配内存空间，将会在另一块内存空间中重新分配，并将原数据复制到新内存空间中。因此，重新分配可能会比较耗时。
      - 类似于malloc和calloc函数，使用realloc函数分配的内存空间同样需要在不再需要时使用free函数释放，以避免内存泄漏。
        三、常见的动态内存错误
        3.1 对NULL指针的解引用操作
        
        void test() { int* p = (int*)malloc(INT_MAX / 4); *p = 20;//如果p的值为NULL,就会出现问题 free(p); }
        
        解决方案：
        $C语言黑魔法第三弹——动态内存管理,词库加载错误:未能找到文件“C:\Users\Administrator\Desktop\火车头9.8破解版\Configuration\Dict_Stopwords.txt”。,操作,没有,程序,第6张$
        3.2 对动态开辟空间的越界访问
        
        #include #include int main() { int* p = (int*)malloc(40); if (p == NULL) { printf("开辟失败\n"); return 1; } int i = 0; for (i = 0; i