一、动态分配内存的概述

数组的长度是预先定义好的，在整个程序中固定不变，但是在实际的编程中，往往会发生这种情况，即所需的内存空间取决于实际输入的数据，而无法预先确定。
为了解决上述问题，Ｃ语言提供了一些内存管理函数，这些内存管理函数可以按需要动态的分配内存空间，也可把不再使用的空间回收再次利用。
动态分配内存就是在堆区开辟空间。

二、静态分配、动态分配

静态分配

在程序编译或运行过程中，按事先规定大小分配内存空间的分配方式。int a [10]；
必须事先知道所需空间的大小。
分配在栈区或全局变量区，一般以数组的形式。
按计划分配。

动态分配

在程序运行过程中，根据需要大小自由分配所需空间。
按需分配。
分配在堆区，一般使用特定的函数进行分配。

三、动态分配函数

malloc

#include <stdlib.h>
void *malloc(unsigned int size);
// 功能：在堆区开辟指定长度的空间，并且空间是连续的
// 参数：
// size：要开辟的空间的大小
// 返回值：
// 成功：开辟好的空间的首地址
// 失败：NULL

注意:

在调用malloc之后，一定要判断一下，是否申请内存成功。
如果多次malloc申请的内存，第1次和第2次申请的内存不一定是连续的
使用malloc开辟空间需要保存开辟好的空间的首地址，但是由于不确定空间用于做什么，所以本身返回值类型为void *，所以在调用函数时根据接收者的类型对其进行强制类型转换。

#include <studio.h>
#include <stdlib.h>

char *fun()
{
    
    
    //char ch[100] = "hello world";

    /* 静态全局区的空间只要开辟好，除非程序结束，否则不会释放，
       所以如果是临时使用，不建议使用静态全局区的空间*/
    // static char ch[100] = "hello world";

    /* 堆区开辟空间，手动申请手动释放，更加灵活
       使用malloc函数的时候一般要进行强转 */
    char *str = (char *)malloc(100 * sizeof(char));
    str[0] = 'h';
    str[1] = 'e';
    str[2] = 'l';
    str[3] = 'l';
    str[4] = 'o';
    str[5] = '\0';

    return str;
} 

int main(int argc, char *argv[])
{
    
    
    char *p;
    p = fun();
    printf("p = %s\n", p);

    return 0;
}

执行结果：

p = hello

free

#include <stdlib.h>

void free(void *ptr)
/* 功能：释放堆区的空间 */
/* 参数：
    ptr：开辟后使用完毕的堆区的空间的首地址 */
/* 返回值：无 */

注意：

free函数只能释放堆区的空间，其他区域的空间无法使用free。
free释放空间必须释放malloc或者calloc或者realloc的返回值对应的空间，不能说只释放一部分。
free(p); 注意当free后，因为没有给p赋值，所以p还是指向原先动态申请的内存。但是内存已经不能再用了，p变成野指针了，所以一般为了放置野指针，会free完毕之后对p赋为NULL。
一块动态申请的内存只能free一次，不能多次free。

/* 使用free函数释放空间 */
free(p);
/* 防止野指针 */
p = NULL;

calloc

#include <stdlib.h>

void * calloc(size_t nmemb, size_t size);
/* 功能：在堆区申请指定大小的空间 */
/* 参数：
    nmemb：要申请的空间的块数
    size：每块的字节数 */
/* 返回值：
    成功：申请空间的首地址
    失败：NULL */

注意：
malloc和calloc函数都是用来申请内存的。
区别：

函数的名字不一样
参数的个数不一样
malloc申请的内存，内存中存放的内容是随机的，不确定的，
而calloc函数申请的内存中的内容为0

例如：

char *p=(char *)calloc(3,100);

在堆中申请了3块，每块大小为100个字节，即300个字节连续的区域。

realloc

#include <stdlib.h>

void* realloc(void *s, unsigned int newsize);
/* 功能：在原本申请好的堆区空间的基础上重新申请内存，
   新的空间大小为函数的第二个参数;
   如果原本申请好的空间的后面不足以增加指定的大小，
   系统会重新找一个足够大的位置开辟指定的空间，
   然后将原本空间中的数据拷贝过来，然后释放原本的空间。
   如果newsize比原先的内存小，则会释放原先内存的后面的存储空间，
   只留前面的newsize个字节 */
/* 参数：
    s：原本开辟好的空间的首地址;
    newsize：重新开辟的空间的大小 */
/* 返回值：
    新的空间的首地址 */

增加空间：

char *p;
p = (char *)malloc(100);
// 想在100个字节后面追加50个字节
p = (char *)realloc(p,150);
// p指向的内存的新的大小为150个字节

增加空间
减少空间：

char *p;
p = (char *)malloc(100);
// 想重新申请内存,新的大小为50个字节
p = (char *)realloc(p,50);
/* p指向的内存的新的大小为50个字节,
   100个字节的后50个字节的存储空间就被释放了 */

注意: malloc，calloc，relloc 动态申请的内存，只有在free或程序结束的时候才释放。

四、内存泄漏

内存泄露的概念： 申请的内存，首地址丢了，找不了，再也没法使用了，也没法释放了，这块内存就被泄露了。
e.g.1:

int main()
{
    
    
    char *p;
    p = (char *)malloc(100);
    //接下来，可以用p指向的内存了
    p = "hello world";
    /* p指向别的地方了，保存字符串常量的首地址
       从此以后，再也找不到你申请的100个字节了。
       则动态申请的100个字节就被泄露了 */
    return 0;
}

e.g.2:

void fun()
{
    
    
    char *p;
    p = (char *)malloc(100);
    //接下来，可以用p指向的内存了
    ...
}

int main()
{
    
    
    //每调用一次fun泄露100个字节
    fun();
    fun();
    return 0;
}

Solution 1:

void fun()
{
    
    
    char *p;
    p = (char *)malloc(100);
    //接下来，可以用p指向的内存了
    ...
    free(p);
}

int main()
{
    
    
    fun();
    fun();
    return 0;
}

Solution 2:

char * fun()
{
    
    
    char *p;
    p = (char *)malloc(100);
    //接下来，可以用p指向的内存了
    ...
    return p;
}

int main()
{
    
    
    char *q;
    q = fun();
    //可以通过q使用 ，动态申请的100个字节的内存了
    //记得释放
    free(q);
    //防止野指针
    q = NULL;
    return 0;
}

总结： 申请的内存，一定不要把首地址给丢了，在不用的时候一定要释放内存。

动态内存申请