变量内存分配
①栈区 —— 局部变量 —— 向低地址生长 —— 自动释放 —— 其操作方式类似于数据结构中的栈。
②堆区 —— 向高地址生长 —— 手动分配、释放的存储区 —— malloc,free —— 它与数据结构中的堆是两回事，分配方式倒是类似于链表
③全局/静态存储区static —— 全局变量,静态变量，程序运行结束后自动释放
④常量存储区const —— 常量字符串储存在这里。储存在常量区的只读不可写。程序运行结束后自动释放
⑤代码区 —— 存放函数体的二进制代码。
- 静态内存分配：编译时分配，包括：全局、静态全局、静态局部
- 动态内存分配：运行时分配：包括：栈（局部变量），堆（C语言常用到的变量被动态地分配到内存当中：malloc，calloc，realloc，free函数）
——> const修饰的全局变量也储存在常量区；
——> const修饰的局部变量依然在栈上。
这里涉及到静态分配和动态分配，静态分配我们都知道是os在栈区自动开辟空间，而后系统自动释放。比如：
int a=10;//在栈区开辟了4个字节的空间，并赋值为10
char arr[10]={
0};//在栈区开辟了10个字节的空间，并赋值为0
由上可见，静态分配有两个不足的地方：
1.内存空间由操作系统分配，程序员无法自由使用
2.内存空间一旦分配完成，空间固定，无法灵活地变动和按需更改空间的大小！
那么就需要用到动态分配来解决不足之处。
动态分配
在C语言提供了4个和动态内存开辟有关的函数：malloc、calloc、realloc、free
malloc函数
void *malloc( size_t size );
//开辟成功，则返回一个指向开辟好空间的指针，要根据赋值指针转换类型
//开辟失败，则返回一个NULL指针，因此要检查malloc返回值合法性
//若参数 size 为0，malloc的行为是标准是未定义
//malloc函数申请的空间需要用free函数回收，否则会存在内存泄露的问题
malloc函数的作用主要是开辟一块大小为size的内存块，并记录开辟的空间的首地址，而开辟的空间的内容是随机值！
calloc函数
void *calloc( size_t num**,** size_t size );
//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
//calloc和malloc函数本质上都是动态申请一块连续的空间，但不同的是calloc函数在申请空间的时候会把空间的内容初始化成0
1.calloc函数申请空间可能失败，一旦失败calloc返回空指针，所以在使用calloc函数之前要注意判断指针的合法性！
2.calloc申请的空间需要用free函数释放！
realloc函数
void realloc( void **memblock**,** size_t size );
//realloc函数的功能就是重新分配内存空间,让动态内存管理更加灵活
//realloc可能会失败，返回空指针，所以在使用之前要判断指针的合法性!
//realloc申请的内存空间需要用free释放，否则存在内存泄露的问题！
realloc函数使用的时候有几种情况：
情况一：调整的空间比原来的空间小
这种情况下，realloc函数会丢弃多余的空间，将可使用的空间调整为你指定大小的空间
情况二：调整的空间比原来的空间大
这种情况就比较复杂，具体还要分成两种情况讨论!
1.假设已经开辟的空间的后面的空间足够，那么realloc利用的就是后续的空间，此时返回的还是原来的地址
2.假设后面空间已经不够使用，那么realloc就会重新寻找一块新的空间，拷贝原来的数据到新的空间，并把原来的空间释放！
free函数
void free( void **memblock* );
//专门是用来使动态内存的释放和回收
//如果参数指向的空间不是动态开辟的，那free函数的行为是未定义的
//如果参数是NULL指针，则函数什么事都不做
简单介绍完了这几个函数，接下来我们来讲讲计算机内存的分布、以及动态内存分配可能出现的常见错误！
计算机的内存分布
计算机的内存分布相对复杂，现阶段我们只需了解三大区：栈区、堆区、静态区
栈区：存储局部变量和局部数组等等，特点是创建时由系统自动创建，出作用域时自动销毁！
堆区：由程序员使用动态内存开辟函数申请，使用结束后由程序员手动释放
静态区：存储全局变量、静态变量、常量字符串等等
因为堆区的动态内存的生命周期是在手动释放之前都一直存在，所以有的时候要返回的结果不只是一个值的情况下，我们就可以使用动态开辟的内存存储数据，最后把数据带回来。
正因为动态内存开辟十分的方便和灵活，所以在使用的时候也有很多要注意的问题。
动态开辟的易错问题
1.对空指针的解引用操作：
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include<stdio.h>
#include<string.h>
#include<errno.h>
#include<stdlib.h>
#include<limits.h>
//对空指针的解引用操作
void test(){
int* tmp = (int*)malloc(INT_MAX*sizeof(int));
for (int i = 0; i < 10; i++){
*(tmp + i) = i;
printf("%d ", *(tmp + i));
}
free(tmp);
tmp = NULL;
}
int main(){
test();
return 0;
}
这段代码乍一看好像没有什么大问题，但其实运行起来，程序实际会崩溃！因为我们对空指针进行了解引用操作！为什么会对空指针进行解引用？本质原因就是计算机分配不到那么大的空间给我们
INT_MAX:大小是2147483647,而上面的代码向堆区申请了能够存放这么多个整型元素的空间，但是堆区并没有那么大的空间可以分配，因此申请失败返回NULL指针，而接下来对NULL指针的解引用引发了程序崩溃！
所以，我们在使用动态内存分配函数返回的地址的时候，一定要检查合法性！正确的代码如下：
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include<stdio.h>
#include<string.h>
#include<errno.h>//errno所在的头文件
#include<stdlib.h>
#include<limits.h>
/对空指针的解引用操作
void test(){
int* tmp = (int*)malloc(INT_MAX*sizeof(int));
if (NULL == tmp)//检查指针的合法性！{
printf("%s\n", strerror(errno));//报出错误信息，并停止当前函数
return;
}
for (int i = 0; i < 10; i++){
*(tmp + i) = i;
printf("%d ", *(tmp + i));
}
free(tmp);
tmp = NULL;
}
int main(){
test();
return 0;
}
再来看一段经典的对空指针解引用的错误代码，也曾经是一家公司的笔试题！
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include<stdio.h>
#include<string.h>
#include<errno.h>//errno所在的头文件
#include<stdlib.h>
#include<limits.h>
void GetMemory(char* p){
p = (char*)malloc(100);
}
void test(){
char* str = NULL;
GetMemory(str);
strcpy(str, "helloworld");
printf(str);
}
int main(){
test();
return 0;
}
这段代码的本意是动态申请100个字节的空间，并让str指向这块动态申请的空间，在使用strcpy函数把helloworld拷贝进去，最后在把拷贝后的结果打印出来，乍一看好像没有什么大问题，但实际程序还是会崩溃！因为str还是空指针！
问题就出在GetMemory函数上，因为这个函数是值传递的，也就是说，p只是str的一份拷贝，对拷贝的修改并不会影响到原来的str，那么strcpy函数的第一个参数是NULL！因此这也就是对NULL指针进行解引用操作！
另外，这段代码还存在内存泄露的问题！由于记录申请空间起始地址的局部变量p在函数调用结束后自动销毁，一旦函数调用结束，我们就没办法获取这块内存的起始位置，那么这块内存我们就不能使用了，内存就泄露了！这是这段代码还存在的一个问题！这段代码有两种解决方案：
方案一：传递str的地址改变str
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include<stdio.h>
#include<string.h>
#include<errno.h>//errno所在的头文件
#include<stdlib.h>
#include<limits.h>
void GetMemory(char** p){
*p = (char*)malloc(100);
}
void test(){
char* str = NULL;
GetMemory(&str);
strcpy(str, "helloworld");
printf(str);
free(str);
str=NULL;
}
int main(){
test();
return 0;
}
解决方案二：用返回一个动态申请的指针赋值给str
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include<stdio.h>
#include<string.h>
#include<errno.h>//errno所在的头文件
#include<stdlib.h>
#include<limits.h>
char* GetMemory(){
char* p = (char*)malloc(100);
return p;
}
void test(){
char* str = NULL;
str = GetMemory();
if (NULL == str){
printf("%s\n", strerror(error));
return;
}
strcpy(str, "helloworld");
printf("返回值的方式 ：");
printf(str);
free(str);
str=NULL;
}
int main(){
test();
return 0;
}
这里我们通过使用返回值的方式改变str,同样也可以起到改变str的作用！
2.返回局部变量的地址
我们知道，局部变量出了作用域就会被销毁，那么有这么一段如下的代码：
int* test(){
int a = 10;
return &a;
}
int main(){
int* pa = test();
return 0;
}
因为出了函数以后，a的空间被回收了，那么原先指向存放a空间的地址里的内容就是随机的了，所以不要返回局部变量的地址！但是可以返回局部变量的值！返回局部变量的值是正确的行为！
3.动态申请的内存空间使用完没有free释放
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include<stdio.h>
#include<string.h>
#include<errno.h>//errno所在的头文件
#include<stdlib.h>
#include<limits.h>
char* GetMemory(){
char* p = (char*)malloc(100);
return p;
}
void test(){
char* str = NULL;
str = GetMemory();
if (NULL == str){
printf("%s\n", strerror(errno));
return;
}
strcpy(str, "helloworld");
printf(str);
}
int main(){
test();
return 0;
}
这段代码是可以正常运行，但这段代码还有不足地地方就是使用完动态分配地内存没有free释放，这样会造成内存泄露导致可用的内存越来越少！正确的代码如下：
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include<stdio.h>
#include<string.h>
#include<errno.h>//errno所在的头文件
#include<stdlib.h>
#include<limits.h>
char* GetMemory(){
char* p = (char*)malloc(100);
return p;
}
void test(){
char* str = NULL;
str = GetMemory();
if (NULL == str){
printf("%s\n", strerror(errno));
return;
}
strcpy(str, "helloworld");
printf(str);
free(str);
str=NULL;
}
int main(){
test();
return 0;
}
非常感谢__cplusplus博主的文章，以上大幅改自https://blog.csdn.net/qq_56628506/article/details/122785722，解决知识混淆点，再次感谢！
总结
1.动态分配相关函数malloc、calloc、realloc、free，可以灵活分配内存空间，使用完之后必须free
2.例malloc开辟空间，参数size不能过大，超过堆区空间则分配失败，一般采用sizeof函数创建所需空间大小
3.封装函数开辟内存空间，返回值必须是该变量地址，否则NULL
4.free完之后，要把记录释放位置的指针置空