动态内存管理
目录
1.什么是动态内存管理？
2.动态内存函数与用法。
3.常见的动态内存错误。
4.柔性数组。
1.什么是动态内存管理。
在我们开辟空间时基本上都是通过int、char、double、int[]数组、等类型来帮助我向内存申请空间，这种方法开辟出来的空间都是固定的，有些时候我们没办法知道用户所需要的空间的大小，开辟多了浪费了内存空间，开辟少了又不够用，所以这时我们就应该使用动态内存开辟的方法解决这个问题。
2.动态内存函数与使用方法。
2.1malloc与free
C语言提供的动态内存开辟的函数：
Void * malloc (size_t大小);分配内存块分配一个大小为字节的内存块，返回一个指向块开头的指针。新分配的内存块的内容没有初始化，剩下的是不确定的值。如果size为0，返回值取决于特定的库实现(它可能是空指针，也可能不是空指针)，但是返回的指针不能解引用。一个参数大小内存块的大小，以字节为单位。Size_t是一个无符号整型。返回值成功时，指向该函数分配的内存块的指针。此指针的类型始终为void*，可以强制转换为所需的数据指针类型，以便解除引用。如果函数未能分配所请求的内存块，则返回一个空指针。
也提供了一个free函数用来释放动态开辟的内存。
以前通过调用malloc、calloc或realloc分配的内存块被释放，使其再次可用以进行进一步的分配。如果ptr没有指向分配给上述函数的内存块，它将导致未定义的行为。如果ptr是空指针，则该函数不执行任何操作。注意，这个函数不会改变ptr本身的值，因此它仍然指向相同的(现在是无效的)位置。参数断续器指向先前使用malloc、calloc或realloc分配的内存块的指针。
malloc与free都在头文件stdlib中。
说了这么多那么这两个函数应该怎么使用呢，举个例子：
int main()
{
int* prt = (int*)malloc(40);//malloc向内存申请了40个字节的空间；
if (prt == NULL)
{
printf("%s", strerror(errno));//如果保错的话打印报错信息并异常返回
return 1;
}
int i = 0;
int* num = prt;
for (i = 0; i < 10; i++)//打印出来看看
{
*(prt + i) = i;
printf("%d ", num[i]);
}
free(prt);//将申请的内存释放掉
prt = NULL;//将这个指针置为空以防野指针问题；
return 0;
}
这样就成功向内存申请空间啦。
calloc函数
C语言还提供了一个函数叫 calloc ， calloc 函数也用来动态内存分配。原型如下
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。
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。
realloc函数
realloc函数的出现让动态内存管理更加灵活。
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。
原型如下：
ptr 是要调整的内存地址
size 调整之后新大小
返回值为调整之后的内存起始位置。
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。
realloc函数又分为两种情况：
情况1：原有空间后有足够的空间
情况2：原有空间后没有足够的空间
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。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。
3.常见的动态内存错误
3.1对同一块内存多次释放
int main()
{
int* prt = (int*)malloc(40);//malloc向内存申请了40个字节的空间；
if (prt == NULL)
{
printf("%s", strerror(errno));//如果保错的话打印报错信息并异常返回
return 1;
}
int i = 0;
free(prt);//将申请的内存释放掉
free(prt);//将申请的内存释放掉
free(prt);//将申请的内存释放掉3.2对NULL指针的解引用操作
int main()
{
int* ptr = (int*)malloc(40);
*ptr = 30;//这里没有判断ptr指针是否为NULL,如果为空的话会出现问题。
return 0;
}3.3对动态内存越界访问
void test()
{
int i = 0;
int *p = (int *)malloc(10*sizeof(int));
if(NULL == p)
{
printf("%s",strerror(errno));
}
for(i=0; i<=10; i++)
{
*(p+i) = i;//当i是10的时候越界访问
}
free(p);
}3.4对非动态开辟的内存ferr
void test()
{
int a = 10;
int *p = &a;
free(p);
}3.5使用free释放动态内存开辟的一部分
void test()
{
int *p = (int *)malloc(100);
p++;
free(p);//p不再指向动态内存的起始位置
}3.6动态内存开辟忘记释放
void test()
{
int *p = (int *)malloc(100);
if(NULL != p)
{
*p = 20;
}
}
int main()
{
test();
while(1);
}当我们忘记了将动态内存开辟的空间释放时。如果程序结束，动态申请的内存由操作系统自动回收，如果程序不结束则会造成内存泄漏问题。
4.柔性数组
结构中的最后一个元素允许是未知大小的数组，这就叫做『柔性数组』成员。
比如：
struct S{
int a;
char arr[];//柔性数组
};
4.1 柔性数组的特点：
结构中的柔性数组成员前面必须至少一个其他成员。
sizeof 返回的这种结构大小不包括柔性数组的内存。
包含柔性数组成员的结构用malloc ()函数进行内存的动态分配，并且分配的内存应该大于结构的大
小，以适应柔性数组的预期大小。
typedef struct st_type
{
int i;
int a[0];//柔性数组成员
}type_a;
printf("%d\n", sizeof(type_a));//输出的是44.2 柔性数组的使用
int i = 0;
type_a *p = (type_a*)malloc(sizeof(type_a)+100*sizeof(int));
p->i = 100;
for(i=0; i<100; i++)
{
p->a[i] = i;
}
free(p);这样就相当于柔性数组获得了100个整形元素的连续空间；
4.3柔性数组的优势
第一个好处是：方便内存释放
如果我们的代码是在一个给别人用的函数中，你在里面做了二次内存分配，并把整个结构体返回给
用户。用户调用free可以释放结构体，但是用户并不知道这个结构体内的成员也需要free，所以你
不能指望用户来发现这个事。所以，如果我们把结构体的内存以及其成员要的内存一次性分配好
了，并返回给用户一个结构体指针，用户做一次free就可以把所有的内存也给释放掉。
第二个好处是：这样有利于访问速度.
连续的内存有益于提高访问速度，也有益于减少内存碎片。（其实，我个人觉得也没多高了，反正
你跑不了要用做偏移量的加法来寻址