为什么要有动态内存分配
我们在学习动态内存管理之前，一直都是通过开辟变量，或者是开辟数组的方式来在内存的栈区开辟空间的，但是这样的开辟方式有局限性，因为一旦开辟之后，它们的大小就无法改变，就缺少了很多的灵活性，但是动态内存管理就可以帮助我们解决这个问题，它是在堆区开辟空间的，并且它所开辟的空间是可大可小的。
动态内存开辟四大函数
其实想要动态开辟内存空间非常的简单，我们只需要学会内存开辟四大函数就可以了。
malloc和free
malloc函数就是用来在内存的堆区开辟空间的，它的函数定义如下。
void* malloc (size_t size);
函数的形参表示所要开辟空间的字节大小，你想要开辟几个字节的空间，就给形参什么值，malloc函数是在堆区开辟的一块连续的空间，一旦开辟了空间，我们想要找到这块空间，就势必要只要它的起始地址值，而malloc函数的返回值就是这个作用，它返回的是开辟空间的起始地址，那为什么是void*类型的指针呢？原因就是我在开辟的时候，我也不知道要往这块空间里边存放什么类型的数据，或者说什么类型的数据都可以存放在我这块空间里边，所以一开始就给它返回的是void*类型的指针。还有一个值得注意的点就是malloc开辟空间如果失败的话，就会返回NULL值，所以我们需要对返回值进行判断。
malloc函数的使用举例
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>//四大内存开辟函数都需要包含这个头文件
int main()
{
//假设现在我想要开辟40个字节的空间，并且像里边存放整型数据
int* pi = (int*)malloc(40);
//判断是否开辟成功
//为NULL就代表开辟空间失败，perror打印开辟失败的原因
//返回非0的值，C语言里边返回非0的值表示异常结束
if (pi == NULL)
{
perror("malloc");
return 1;
}
//开辟成功，可以向这块空间里边存值
for (int i = 0; i < 10; i++)
{
*(pi + i) = i + 1;//存入1~10的值
}
//打印
for (int i = 0; i < 10; i++)
{
printf("%d ", *(pi + i));
}
return 0;
}
由上边的代码跟运行结果来看，好像似乎并没有什么问题，但malloc毕竟是动态开辟的空间，开辟了空间难道就不用回收的吗？答案是要回收的，上边的代码好像并没有回收，那怎么也可以运行呢，原因是当程序结束的时候，操作系统会自动帮你回收，不过如果日后的代码过长，或者是程序是一个7*24小时不停歇的运转的话，如果我们不主动回收，就会出现内存泄露的问题，所以如果这块动态开辟的内存你不再想要使用的时候，就请主动回收掉，free函数就是用来主动回收的。
free：
它的函数定义如下
void free (void* ptr);
它的形参的指针就指向的是动态开辟的起始地址的位置，如果给它传NULL，那么这个函数将什么都不会做。
接下来我们对刚才的代码做一个完善
由图可见，释放代码其实就两行，但是至关重要。
大家可能会有疑惑，释放完了空间之后，为什么还要将pi赋值为NULL指针，原因是因为刚才的pi指针接收了malloc动态开辟的空间，但是当free之后，刚才申请的那块空间已经被释放了，里边的数据也已经不是刚才存进去的数据了，而此时pi指针里边仍存放着那块空间的地址，这就形成了野指针，所以给它赋值为NULL。
calloc和realloc
calloc函数也是用来动态内存开辟空间的函数，它的函数定义如下
void* calloc (size_t num，size_t size);
函数的形参的意思就是为num个大小为size的元素开辟空间，并且calloc函数会把开辟的空间的每个字节都初始化为0。
calloc函数的使用举例
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
int main()
{
//给10个大小为int类型的数据开辟空间
//用malloc函数就相当于
//malloc(10 * sizeof(int))；
int* pi = (int*)calloc(10, sizeof(int));
if (pi == NULL)
{
perror("calloc");
return 1;
}
//开辟成功，使用
//calloc会自动的给申请的空间初始化为0
for (int i = 0; i < 10; i++)
{
printf("%d ", *(pi + i));
}
//释放
free(pi);
pi = NULL;
return 0;
}
realloc函数是用来对我们动态申请的内存进行调整的。它的函数定义如下。
void* realloc (void* ptr , size_t size);
ptr是要调整空间内存的起始地址。size为调整之后的新大小。返回值为调整后的内存的起始位置。
对于realloc函数的重新调整空间大小，总共有三种情况。
情况1：原有空间之后有足够的空间。
情况2：原有的空间之后没有足够的空间。
情况3：重新调整空间失败，返回NULL指针。
realloc函数的使用举例
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
int main()
{
//申请空间
int* pi = (int*)malloc(40);
if (pi == NULL)
{
perror("malloc");
return 1;
}
//使用空间
for (int i = 0; i < 10; i++)
{
*(pi + i) = i++;
}
for (int i = 0; i < 10; i++)
{
printf("%d ", *(pi + i));
}
//内存不够，重新调整
//注意，这个返回值不能用刚才的pi来接收，因为可能开辟空间失败返回NULL，这样就导致原来开辟的空间也找不到了。
int* ptr = (int*)realloc(pi, 80);
if (ptr == NULL)
{
perror("realloc");
return 1;
}
else//开辟成功
{
pi = ptr;
ptr = NULL;
}
//继续使用........
//释放空间
free(pi);
pi = NULL;
return 0;
}