为什么需要动态内存管理？创建一个数组，我们要为数组指定大小，int arr[10];，这属于静态创建一个数组，数组arr存放在栈上。这样的创建方式有一些局限性，小了呢不够用，大了呢又浪费空间，因此要引入动态内存管理。

动态创建一个数组，不再受元素个数的限制，当元素个数与容量相等时，可以很方便地扩容。

如何动态内存管理，我们来介绍几个函数。

malloc

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void* malloc (size_t size);

参数size为要为空间开辟的字节数，开辟成功后返回值为该空间的首地址，失败则返回NULL.当size为0时，要看编译器如何处理，具体返回什么不确定。

动态开辟内存后，不需要再使用这块空间时，要使用free函数释放内存。，否则会内存泄漏。free释放后这块内存可以再次被分配，但被释放的空间的值没有被改变，它仍然指向相同（无效）的位置。

free专门用来释放动态分配的空间，如果空间为空，不执行任何操作。切记不可以用free来释放静态分配的内存空间。

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#include <stdio.h>
#include<stdlib.h>
int main()
{
	int* p =(int*)malloc(40); //动态开辟10字节的空间
	if (p == NULL) { //判断是否开辟成功
		perror("malloc");
		return;
	}
	for (int i = 0; i < 10; i++) {
		*(p + i) = i;
		printf("%d ", *(p + i));
	}
	free(p); //释放p空间
	return 0;
}

calloc

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void* calloc (size_t num, size_t size);

与malloc相似，但是会在开辟后为空间初始化为0.参数num为要分配的元素数，size为每个元素的大小，总的内存空间为num*size个字节。

与malloc用法一致，不在举例。

realloc

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void* realloc (void* ptr, size_t size);

该函数可以为动态空间扩容，参数ptr为要扩容的空间，size为扩容后的内存大小。

扩容成功返回该空间的首地址，失败返回空，所以为空间扩容时先创建一块临时变量指向该空间，为临时变量扩容，扩容成功再让要扩容的空间等于临时变量，以防扩容失败内容丢失。

扩容会遇到两种情况，1种是该块空间后没有额外的空间来扩容，这时会分配一块新空间，将旧空间的内容移到新空间，返回值自然也是新空间的首地址，2是该块空间空间充足，这就可以在该空间后连续扩容，无需再寻找新的空间。

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#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
int main()
{
	int* p = (int*)malloc(40); //动态开辟10字节的空间
	if (p == NULL) { //判断是否开辟成功
		perror("malloc");
		return;
	}
	for (int i = 0; i < 10; i++) {
		*(p + i) = i;
		printf("%d ", *(p + i));
	}
	//扩容
	int* tmp=(int*)realloc(p, 80);
	if (tmp != NULL) { //判断是否扩容成功
		p = tmp;
	}
	for (int i = 10; i < 20; i++) {
		*(p + i) = i;
		printf("%d ", *(p + i));
	}
	free(p);
	return 0;
}

输出结果为0~19，扩容成功。

问题

了解了动态内存分配函数的一些基础使用后，我们来看一些常见的问题。

代码1:这段代码有什么问题？

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void GetMemory(char *p)
{
p = (char *)malloc(100);
}
void Test(void)
{
char *str = NULL;
GetMemory(str);
strcpy(str, "hello world");
printf(str);
}

p是一个局部变量，是实参的一份临时拷贝，出了GetMemory函数会自动销毁。我们为p开辟了100个字节的空间，出了函数后p销毁，找不到这块空间的首地址，却没对该空间进行内存释放，会造成内存泄漏。

此外str仍是空指针，将“hello world”拷贝到一块空指针，会造成非法访问，程序崩溃。

我们可以试着修改，将传值调用改成传址调用，这样p和str指向了同一块空间，最后别忘了free释放内存。

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void GetMemory(char *p)
{
p = (char *)malloc(100);
}
void Test(void)
{
char *str = NULL;
GetMemory(&str); //传地址
strcpy(str, "hello world");
printf(str);
free(str); //别忘了释放哦~
}

代码2：

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char *GetMemory(void)
{
char p[] = "hello world";
return p;
}
void Test(void)
{
char *str = NULL;
str = GetMemory();
printf(str);
}

p是一个局部变量，是实参的一份临时拷贝，return p返回的是局部变量p的首地址，str收到了这个地址。不巧的是出了GetMemory函数p这块地址就还给了操作系统，所以str找不到这块地址，造成了野指针。