c语言之动态内存规划实践

当程序被执行的时候要给它两个资源，一个是CPU资源，一个是内存资源，内存分为四个区

从堆区申请内存叫动态内存管理

栈区是函数调用时为函数中的局部变量分配空间，调用完后销毁，由系统管理。

在栈区分配的空间叫做栈帧

可以在这里面重新定义栈的大小，按照字节给的

windows里面的堆区大小为2g，linux的堆区大小为2.7 2.8g接近三g

动态的含义是：在程序运行的过程中

使用动态内存函数时需要用到malloc.h或者stdlib.h

在堆区动态的申请内存主要有三种方式

这三种方式对应三种函数：

1：size代表字节数，malloc返回无值类型指针

申请成功，返回的是所申请的连续内存空间的首地址

申请失败，返回的是一个空指针

需要指针类型保存它的首地址

它malloc返回的是void型的指针，但是ip是int，所以需要强制转换为int

空类型指针，可以被强转为任何类型指针

在对堆区申请的内存进行释放操作的是free函数：

void free(void*p)

只能释放堆区的空间

申请是把某块空间变成引用状态，释放是把引用状态变成未用状态，说明未用。系统会把free的空间打成d，并说明这块空间可以重新引用，打d的目的是为了消除之前的数据，下个使用者再次使用的时候就不能再次使用上个使用者保存的数据，保障安全性

但是ip自身的值没有改变，ip是空悬指针（没有被声明的内存），所以需要把ip赋值为空指针

free是把ip指针所指的位置还给堆区

free之后ip已经跟该空间没有关系了，但是ip仍然指向该空间，仍然可以赋值所以释放完后，一定要把free置为空。更可怕的是。如果ip用完后没有置为空，那它还指向那片空间，如果有is再申请了动态内存如果还含有那片空间，那么无论是给ip赋值还是free（IP）都会对is造成影响，会改变is的值或者is的空间释放，is指向的空间就莫名其妙的失效了

2：colloc函数

colloc函数将申请的内存空间都初始化成0，这是与malloc的主要区别

malloc是将申请的内存空间都初始化成cdcdcd/随机值

在使用动态内存函数的时候，一定要注意判读申请的内存空间是否成功

if(NULL==ip）exit（1）；
//exit就是终止函数 后面是1，就是必终止

c语言是类型为王，ip有自己的类型，所以可以对IP解引用

可以通过ip[0]访问申请的空间，所以ip[0]=12就是把申请的内存的第一个空间给成了12

ip[0]=*(ip+0)

如果释放空间后又释放，那么系统会直接给你报错，一旦释放，一定要置为空

一定不要二次释放，因为该空间有可能被别的指针指上并赋值

对于free函数，在free函数里面，如果free的值为空，那它就直接返回了。

如果指针是null，就会直接返回

不为空才释放空间

在用动态内存函数申请空间时，为了防止使用的空间用完了越界，会有上越界和下越界标记，如果上下越界被修改，那就认为程序在运行的过程中出现了越界的问题，free在使用中也会判断是否越界，上越界以上会有头部标记（报头）（头部标记一共占用了28个字节，有4个字节记录了你要申请的字节数），（里面是fdfdfd）占用的字节数为强转的指针大小

报头里面有两个指针，会把你分配给用户的内存块分配到链表里面去

free在运行的时候会读取头部标记，知道释放的字节数

问题1：malloc在申请的时候有说明申请的内存的大小，那为什么free在释放的时候没有传入释放内存的大小？

free在释放的时候，从上越界向上读取完头部标记，就知道自己要释放多少个字节

也就是说，为了达成malloc和free之间的工作方式，给出了一个协议，在malloc申请字节的时候申请的字节比想要申请的字节数大，大了上越界，下越界，和头部信息这么多字节

free在释放的时候，连同上越界，下越界，标记信息都一同释放

free在释放的时候，向上偏移到头部标记，这样就知道自己该释放多少个字节

那我不需要知道字节数，从头部标记一同释放到下越界不就好了？

上下越界会导致用户用数据覆盖，一同释放到下越界会使得用户数据丢失

释放内存时不能部分释放，要么不释放，要么释放完

内存泄漏是什么？

内存泄漏就是，在内存申请完后没有内存释放，或者用动态内存函数获得申请的空间的地址丢失，一旦丢失，意味着你永远也找不到释放的空间的首地址，这也是内存泄漏，所以，一定不要丢失这个地址

为什么空地址就不能给值？

空地址不能解析，不能读或者写，操作系统对0地址有保护，不让对他进行读写，否则操作系统认为出错

3：realloc函数（很重要）

当你发现之前用 malloc 或 calloc 申请的空间太小（不够用）或者太大（浪费）时，就需要请出 realloc。

• 全称： Re-allocation（重新分配）。
• 特点： 可以修改已分配内存块的大小。它会保留原内存中的数据（如果新空间变大，新增的部分是未初始化的随机值）。
• 原地扩容： 如果原内存块后面有足够的空闲空间，它直接“向后”延伸，地址不变。
• 异地搬迁： 如果原地空间不足，它会在堆上找一块全新的、足够大的空间，把旧数据复制过去，释放旧空间，并返回新地址。

重要警告：

由于 realloc 可能会改变内存地址，必须用一个新的指针变量接收返回值，或者直接赋值给原指针（但要确保原指针没丢，通常建议先用临时指针接收，判空后再赋值）。

如果传入的 ptr 是 NULL，realloc 的行为等同于 malloc

总结

以上为个人经验，希望能给大家一个参考，也希望大家多多支持脚本之家。

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