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1. 为什么存在动态内存分配
我们已经掌握的内存开辟方式有：int val = 20;//在栈空间上开辟四个字节 char arr[10] = {0};//在栈空间上开辟10个字节的连续空间但是上述的开辟空间的方式有两个特点：1. 空间开辟大小是固定的。2. 数组在申明的时候，必须指定数组的长度，它所需要的内存在编译时分配。但是对于空间的需求，不仅仅是上述的情况。有时候我们需要的空间大小在程序运行的时候才能知道， 那数组的编译时开辟空间的方式就不能满足了。 这时候就只能试试动态存开辟了。
2. 动态内存函数的介绍
2.1 malloc和free
void* malloc (size_t size);这个函数向内存申请一块 连续可用 的空间，并返回指向这块空间的指针。1.如果开辟成功，则返回一个指向开辟好空间的指针。2.如果开辟失败，则返回一个NULL 指针，因此 malloc 的返回值一定要做检查。3.返回值的类型是 void* ，所以 malloc 函数并不知道开辟空间的类型，具体在使用的时候使用者自己来决定。4.如果参数 size 为 0 ， malloc 的行为是标准是未定义的，取决于编译器。 C 语言提供了另外一个函数 free ，专门是用来做动态内存的释放和回收的，函数原型如下：
malloc和free都声明在 stdlib.h 头文件中。
malloc例子：
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main()
{
int* p = (int*)malloc(10 * sizeof(int));
if (p == NULL)
{
perror("malloc");
return 1;
}
return 0;
}我们可以看到内存是开辟成功了：
但如果申请的内存太大了的话，就会申请失败（INT_MAX*4为整形最大值：2147483647，包含头文件<limits.h>，）：
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <limits.h>
int main()
{
int* p = (int*)malloc(INT_MAX*4);
if (p == NULL)
{
perror("malloc");
return 1;
}
return 0;
}这时p就为空指针了：
perror函数返回错误信息，没有足够的空间：
//使用
int i = 0;
for (i = 0; i < 10; i++)
{
*(p + i) = i;
}
for (i = 0; i < 10; i++)
{
printf("%d ", p[i]);
}
C语言提供了另外一个函数free，专门是用来做动态内存的释放和回收的，函数原型如下：
void free (void* ptr);free函数用来释放动态开辟的内存。
1.如果参数 ptr 指向的空间不是动态开辟的，那 free 函数的行为是未定义的。2.如果参数 ptr 是 NULL 指针，则函数什么事都不做。
free例子：
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <limits.h>
int main()
{
int* p = (int*)malloc(10 * sizeof(int));
if (p == NULL)
{
perror("malloc");
return 1;
}
//使用
int i = 0;
for (i = 0; i < 10; i++)
{
*(p + i) = i;
}
for (i = 0; i < 10; i++)
{
printf("%d ", p[i]);
}
return 0;
free;
free(p);
p = NULL;
}p = NULL;还有必要吗，当然是有的，请看下图： 
2.2 calloc
void* calloc (size_t num, size_t size);1.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 。2.与函数 malloc 的区别只在于 calloc 会在返回地址之前把申请的空间的每个字节初始化为全 0 。
calloc例子：
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main()
{
int* p = (int*)calloc(10, sizeof(int));
if (NULL != p)
{
//使用空间
}
free(p);
p = NULL;
return 0;
}
所以如何我们对申请的内存空间的内容要求初始化，那么可以很方便的使用calloc函数来完成任务。
有时会我们发现过去申请的空间太小了，有时候我们又会觉得申请的空间过大了，那为了合理的时候内存，我们一定会对内存的大小做灵活的调整。那 realloc 函数就可以做到对动态开辟内存大小的调整。
void* realloc (void* ptr, size_t size);1.ptr 是要调整的内存地址
2.size 调整之后新大小
3.返回值为调整之后的内存起始位置。
4.这个函数调整原内存空间大小的基础上，还会将原来内存中的数据移动到新的空间。
5.realloc在调整内存空间的是存在两种情况：情况1：原有空间之后有足够大的空间
情况2：原有空间之后没有足够大的空间
情况1：当是情况1 的时候，要扩展内存就直接原有内存之后直接追加空间，原来空间的数据不发生变化。
情况2：当是情况2 的时候，原有空间之后没有足够多的空间时，扩展的方法是：在堆空间上另找一个合适大小的连续空间来使用，同时将旧空间的数据，拷贝到新的空间，这样函数返回的是一个新的内存地址。由于上述的两种情况，realloc函数的使用就要注意一些。
注意：不要直接将扩容的空间给原指针，什么意思呢？
realloc例子：
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main()
{
int* ptr = (int*)malloc(100);
if (ptr != NULL)
{
//业务处理
}
else
{
exit(EXIT_FAILURE);
}
//扩展容量
//代码1
ptr = (int*)realloc(ptr, 1000);//这样可以吗？(如果申请失败会如何？)
//代码2
int* p = NULL;
p = realloc(ptr, 1000);
if (p != NULL)
{
ptr = p;
}
//业务处理
free(ptr);
return 0;
}若realloc申请空间失败，那么返回值为NULL，那么ptr就会直接被置空，所以正确步骤应该是重新交给一个新的指针，判断成功扩容后再交给原指针。
当然你也可以直接用realloc函数和malloc函数一样开辟空间。
int main()
{
int*p = (int*)realloc(NULL, 40);//== malloc(40);
if (p == NULL)
{
}
return 0;
}3. 常见的动态内存错误
3.1 对NULL指针的解引用操作
不做返回值判断，就可能使用NULL指针，解引用：
int main()
{
int *p = (int*)malloc(40);
//不做返回值判断，就可能使用NULL指针，解引用
*p = 20;
return 0;
}正确写法：
int main()
{
int *p = (int*)malloc(40);
if (p == NULL)
{
}
*p = 20;
return 0;
}3.2 对动态开辟空间的越界访问
void test()
{
int i = 0;
int* p = (int*)malloc(10 * sizeof(int));
if (NULL == p)
{
exit(EXIT_FAILURE);
}
for (i = 0; i <= 10; i++)
{
*(p + i) = i;//当i是10的时候越界访问
}
free(p);
}3.3 对非动态开辟内存使用free释放
void test()
{
int a = 10;
int *p = &a;
free(p);//ok?
}3.4 使用free释放一块动态开辟内存的一部分
void test()
{
int *p = (int *)malloc(100);
p++;
free(p);//p不再指向动态内存的起始位置
}要释放空间就只能全部释放。
3.5 对同一块动态内存多次释放
void test()
{
int* p = (int*)malloc(100);
free(p);
free(p);//重复释放
}3.6 动态开辟内存忘记释放（内存泄漏）
void test()
{
int* p = (int*)malloc(100);
if (NULL != p)
{
*p = 20;
}
}
int main()
{
test();
while (1);
}忘记释放不再使用的动态开辟的空间会造成内存泄漏。
切记：动态开辟的空间一定要释放，并且正确释放。
4.c/c++内存的区域划分
C/C++程序内存分配的几个区域：
1. 栈区（stack）：在执行函数时，函数内局部变量的存储单元都可以在栈上创建，函数执行结束时这些存储单元自动被释放。栈内存分配运算内置于处理器的指令集中，效率很高，但是分配的内存容量有限。 栈区主要存放运行函数而分配的局部变量、函数参数、返回数据、返回地址等。
2. 堆区（heap）：一般由程序员分配释放， 若程序员不释放，程序结束时可能由OS回收 。分配方式类似于链表。
3. 数据段（静态区）（static）存放全局变量、静态数据。程序结束后由系统释放。
4. 代码段：存放函数体（类成员函数和全局函数）的二进制代码。有了这幅图，我们就可以更好的理解在《C语言初识》中讲的static关键字修饰局部变量的例子了。
实际上普通的局部变量是在栈区分配空间的，栈区的特点是在上面创建的变量出了作用域就销毁。但是被static修饰的变量存放在数据段（静态区），数据段的特点是在上面创建的变量，直到程序结束才销毁，所以生命周期变长。