内存分配函数详解编程语言

1、函数简介：
1）malloc函数，其原型如下：
void *malloc（size_t size）；
malloc所分配的是一块连续的内存，其参数就是需要分配的内存字节数。如果分配成功，则返回指向这块内存的指针；如果分配失败，则返回NULL指针。

2）calloc函数，其原型如下：
void *calloc（size_t num_elements, size_t size_element）；
calloc函数也是分配内存的，其参数包含所需元素的个数和每个元素的字节大小，将对分配好的内存进行初始化为0。

3）realloc函数，其原型如下：
void realloc（void *ptr, size_t new_size）；
realloc函数用于修改一个原先分配的内存，扩大或缩小内存都是在原先内存块后面进行的，原先数据内容保持不变。如果无法改变原先的内存大小，realloc将申请分配另一块与原先数据内容匹配的内存，并把其内容复制到新的内存块上。因此，在使用realloc之后，就不能再使用指向旧内存的指针，而是应该改用realloc所返回的新指针。

4）free函数，其原型如下：
void free（void *pointer）；
free的参数必须是从malloc、calloc和realloc返回的值，以释放动态分配后不再使用的内存，但是不能free两次，采用“一夫一妻制”。如果free的参数是NULL，将不会产生任何效果。

2、malloc函数的使用：
（1）使用malloc函数需要解决的问题：
1）内存分配给谁？
2）分配多大内存？
3）是否还有足够的内存分配？
4）内存将用来存储什么格式的数据？
5）分配好的内存在哪里？
【例】char *p = (char *)malloc(100)；
释：
A、内存分配给char型的指针变量p；
B、分配100字节的内存；
C、有足够的内存分配（堆上剩余的连续内存块）；
D、内存将用来存储char型的数据；
E、分配好的内存本身并没有名字，访问是匿名的。

（2）用malloc函数申请0字节内存
申请0字节内存，函数并不会返回NULL，而是返回一个正常的内存地址，但是你却无法使用这块大小为0的内存。这好比尺子上的某个刻度，刻度本身并没有长度，只有某两个刻度有间隔才能量出长度。这时，if（NULL != p）语句校验不起作用。

（3）使用malloc函数之后需要注意的问题：
1）使用free函数释放动态分配的内存，但是不可以对同一块内存释放两次。
2）释放内存后一定要给指针置空，不然该指针就成为了“野指针”，因为使用free函数后指针变量本身保存的地址并没有改变。
【例】

char *p = (char *)malloc(100); 
strcpy(p,“hello”); 
free(p);//p所指的内存被释放了，但是p所指的地址仍然不变  
...     //此处应将p置空，即：p = NULL; 
if(NULL != p) 
{ 
//没有起防错作用 
strcpy(p,“hello”);//出错 
}  

3、总结
（1）相同点：
1）malloc和calloc函数都能动态分配一块内存，并返回指向这块内存的指针。
2）当一块动态分配的内存块不再使用时，应该调用free函数释放内存，而且不能再被访问。
3）如果内配分配失败将返回NULL指针（malloc、calloc和realloc都一样）。
4）malloc、calloc和realloc函数的返回值相同，都是返回“void *”。

（2）不同点：
1）malloc分配好的内存不初始化，而calloc分配好的内存将被初始化为0。
2）malloc和calloc请求内存的方式不同。
3）realloc函数修改一块已经动态分配的内存。

（3）注意
1）内存泄露指内存被动态分配后，当不再使用时没有被释放。内存泄露会增加程序的体积，有可能导致程序或系统的崩溃。
2）使用malloc和calloc函数分配内存要检查是否成功的情况。
3）不要越过动态分配的区域访问。
4）动态内存被释放后不能再被访问。
5）是malloc、calloc和realloc分配的内存才能用free释放，并且不能只释放一部分，而是整块的释放。
6）使用sizeof计算数据类型的长度，可以提高程序的可移植性。

4、有关内存的思考题
（1）

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

请问运行Test函数会有什么样的结果？

答：系统崩溃。因为GetMemory并不能传递动态内存，Test函数中的str一直都是NULL，“strcpy(str, “hello world”);”将使程序崩溃。
（2）

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

请问运行Test函数会有什么样的结果？

答：可能是乱码。因为GetMemory返回的是指向“栈内存”的指针，该指针的地址不是NULL，但其原有的内存已经被清除了，新内容不可知。

（3）

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

请问运行Test函数会有什么样的结果？

答：能够输出“hello”，但是会出现内存泄露。

（4）

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

请问运行Test函数会有什么样的结果？

答：篡改动态内存区的内容，后果难以预测，非常危险。因为free（str）之后，str成为野指针，if (str != NULL)语句不起作用。