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2024年4月18日发(作者：微信登录界面在哪里)
动态分配内存函数
1. 定义
动态分配内存函数是一类在程序运行时，根据需要动态分配内存空间的函数。在
C/C++ 程序中，常用的包括
malloc
、
calloc
、
realloc
和
free
等函数。
2. 常见动态分配内存函数
2.1 malloc 函数
• 定义：
void *malloc(size_t size);
• 用途：在堆（Heap）上分配指定大小的内存空间，并返回一个指向该内存
空间的指针。
• 工作方式：
malloc
函数会根据指定的
size
参数来分配一块连续的内存空
间。如果成功分配，函数会返回该内存块的起始地址，如果分配失败则返回
NULL
。需要注意，调用
malloc
函数后需要手动释放已分配的内存空间。
2.2 calloc 函数
• 定义：
void *calloc(size_t num, size_t size);
• 用途：在堆（Heap）上分配指定数量和大小的内存空间，并返回一个指向
该内存空间的指针。
• 工作方式：与
malloc
函数类似，
calloc
函数也会分配一块连续的内存空
间，但不同的是，
calloc
函数会将分配的内存空间全部初始化为零。函数
的
num
参数表示要分配的元素数量，
size
参数表示每个元素的大小。如果
成功分配，函数会返回指向该内存块的起始地址，如果分配失败则返回
NULL
。
2.3 realloc 函数
• 定义：
void *realloc(void *ptr, size_t size);
• 用途：重新分配已分配内存的大小，并返回一个指向新内存空间的指针。
• 工作方式：
realloc
函数用于重新调整已分配内存块的大小。函数的第一个
参数
ptr
是一个指向之前分配的内存空间的指针，
size
参数表示新的大小。
realloc
函数的工作方式如下：
1. 如果
ptr
为空指针（即之前没有分配过内存），则等同于
malloc
函数，分配一块新的内存空间，并返回指向该空间的指针。
2. 如果
ptr
不为空指针而且
size
不为零，则会尝试调整
ptr
所指向
的内存空间的大小。
• 如果调整成功，返回指向新内存空间的指针。
• 如果调整失败，返回
NULL
，同时原内存空间保持不变。
•
3. 如果
size
为零，则等同于
free
函数，释放
ptr
所指向的内存空
间。
注意事项：调用
realloc
函数后，返回的指针可能会与原指针相同，也可
能是一个新的指针。因此，在使用
realloc
分配内存后，一定要用返回的
新指针来更新原指针。
2.4 free 函数
• 定义：
void free(void *ptr);
• 用途：释放之前分配的内存空间。
• 工作方式：
free
函数用于将之前通过
malloc
、
calloc
或
realloc
函数分
配的内存空间释放。函数的参数
ptr
是一个指向要释放的内存空间的指针。
在释放内存后，指针将不再有效，可用来分配新的内存空间。
3. 动态分配内存函数的优缺点
3.1 优点
• 灵活性：动态分配内存函数允许在程序运行时根据需要动态分配内存空间，
可以根据具体情况动态调整大小。
• 可扩展性：通过动态分配内存函数，可以方便地在程序中添加、删除或修
改数据结构，而无需预先知道数据大小。
• 可用性：动态分配的内存空间可以在函数调用结束后继续保持，可以在不
同的函数之间共享数据。
• 避免浪费：使用动态分配内存函数可以避免浪费内存空间，只在需要时分
配内存，使用完后立即释放。
3.2 缺点
• 内存泄漏：在使用动态分配内存函数时，需要手动释放已分配的内存空间，
否则会导致内存泄漏，造成系统性能下降。
• 分配失败：动态分配内存函数在分配内存空间时可能会失败，如果没有适
当处理，会导致程序崩溃或出现未定义的行为。
• 碎片化：动态分配过程中可能会导致堆内存的碎片化问题，当分配、释放
频繁或不规则时，可能会导致内存空间无法整理、利用率下降。
4. 动态分配内存的实例
以动态分配内存函数来实现一个动态数组为例，代码如下：
#include
#include
int main() {
int size, *arr, i;
printf("Enter the size of the array: ");
scanf("%d", &size);
// 分配内存空间
arr = (int*)malloc(size * sizeof(int));
if (arr == NULL) {
printf("Memory allocation failed!");
return -1;
}
printf("Enter %d elements:n", size);
for (i = 0; i < size; i++) {
scanf("%d", &arr[i]);
}
printf("You entered the following elements:n");
for (i = 0; i < size; i++) {
printf("%d ", arr[i]);
}
// 释放内存空间
free(arr);
return 0;
}
以上代码中，使用了
malloc
函数动态分配了一个
size
大小的整型数组的内存空
间。通过
scanf
函数从标准输入读取用户输入的数组元素，然后再通过循环将其
输出。最后通过
free
函数释放了动态分配的内存空间。
通过动态分配内存函数，我们可以根据用户的输入动态创建一个数组，并且可以灵
活地调整数组的大小，提高程序的灵活性和可用性。
5. 总结
动态分配内存函数是在程序运行时动态分配内存空间的函数，包括
malloc
、
calloc
、
realloc
和
free
等常用函数。通过这些函数，可以根据具体需求灵活地分配和释
放内存空间，提高程序的灵活性、可扩展性和可用性。但是需要注意手动释放内存，
防止内存泄漏，并且合理使用动态分配内存以避免碎片化问题。
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