1.为什么存在动态内存分配

我们已经掌握的连续内存空间的开辟方式有：

char arr[10] = {0};//在栈空间上开辟10个字节的连续空间
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上述的开辟空间的方式有一个非常明显的缺陷，数组在声明的时候，必须指定数组的长度，它所需要的内存在编译时分配，开辟的空间是固定的，有可能大了，有可能小了，很难满足我们的实际需求。这时候就只能试试动态内存分配了。

2.动态内存函数的介绍

我们知道内存可以划分位栈区，堆区，静态存储区，其中栈区主要存放局部变量和形式参数，而我们malloc，calloc，realloc动态申请的内存空间都是在堆区开辟的，同时free函数释放的内存空间也是堆区的内存空间，静态存储区主要存放静态变量和全局变量。

下面我们就深入探讨一下用于在堆区动态申请空间的动态内存函数malloc，calloc，realloc。

（1）malloc和free

malloc函数是C语言提供的一个动态内存分配函数，其原型为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。如果开辟成功，则返回一个指向所开辟空间的指针。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。比如：

//使用malloc函数申请了一片内存空间，让指针ptr指向这片内存空间
ptr = (int*)malloc(num*sizeof(int));

//后面我们想使用ptr时，一定要检查它是否为NULL
if(NULL != ptr)
{
	......
}
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返回值的类型是 void* ，是因为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。

如果参数 size 为0，malloc的行为是标准未定义的，这取决于编译器。

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，函数原型为void free (void * ptr);

free函数用来释放动态开辟的内存。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。如果参数 ptr 是NULL指针，则free函数什么事都不做。

值得注意的是，使用free函数释放了动态申请的空间后，指针仍然保存着这片空间的地址，也就是野指针，也就是我们依然可以通过指针访问到这片已经被系统回收了的内存，但这就构成了非法访问，为了避免这种非法访问，我们释放这片内存空间后，要将指针赋值为NULL。

free(ptr);
ptr = NULL;
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注：
栈区变量自动回收，无需我们手动释放，只有malloc，calloc，realloc动态申请的内存空间才需要free。

（2）calloc

calloc 函数也用来动态内存分配，其函数原型为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。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。

所以如果我们对申请的内存空间的内容要求初始化，那么可以使用calloc函数很方便地来完成任务。

（3）realloc

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，那为了合理的使用内存，我们一定需要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。 函数原型为：
void* realloc (void* ptr, size_t size);其中ptr 是要调整的内存地址，size是调整之后的新大小，返回值为调整之后的内存起始位置。

realloc在调整内存空间时存在两种情况：

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

当是情况1的时候，要扩展内存就直接在原有内存之后直接追加空间，原来空间的数据不发生变化。当是情况2 的时候，原有空间之后没有足够多的空间，扩展的方法是：在堆空间上另开辟一片合适大小的连续空间来使用，这时函数会将原来内存中的数据复制到新开辟的空间，这样函数返回的是一个新的内存地址。

当然除了上述两种情况外，还有第三种情况，就是realloc函数开辟空间失败返回NULL，也正是因为这第三种情况，realloc函数的使用就要注意一些。 举个例子：

#include <stdio.h>
int main()
{
	int *ptr = malloc(100);
	if(ptr != NULL)
	{
		//业务处理
	}
	else
	{
	  exit(EXIT_FAILURE);  
	}
	//扩展容量
	//代码1
	ptr = realloc(ptr, 1000);//这样可以吗？
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显然按照上述代码1的写法是不可取的，因为ptr本来指向一片由malloc函数开辟的空间，如果realloc函数调整空间失败，返回NULL被ptr接收了，那么ptr的值就为NULL，这就导致我不仅调整空间失败，连我原来所指向的那片空间也丢了，为了避免这种赔了夫人又折兵的情况发生，我们应该使代码更加严谨。

//代码2
	int*p = NULL;
	//先让一个指针p来接收返回值
	p = realloc(ptr, 1000);
	if(p != NULL)
	{
	//确认返回值不为NULL后，我们再将其赋值给ptr
		ptr = p;
	}
	//业务处理
	free(ptr);
	return 0;
}
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需要注意的是，realloc传的是NULL，那功能就和malloc函数一样，直接开辟指定大小的空间，所以说realloc可以调整空间，也可以像malloc一样开辟空间。