c语言动态分配空间

① c语言-动态分配内存 malloc & free

需要用一个数组来保存用户的输入，但是却不知道用户会输入多少条数据。

(1) 如果设一个太大的数组，则显得浪费内存
(2) 如果设得太小，又怕不够

问题：如何做到恰好够用、又一点不浪费呢？

系统中存在一个内存管理器(MM, Memory Manager)，它负责管理一堆闲置内存。它被设计用于解决此类问题。

MM提供的服务：应用程序可以向MM申请（借出）一块指定大小的内存，用完之后再释放（还回）。

应用程序在使用malloc时，要把返回值转换成目标类型。

这块内存和数组没有本质区别，用法完全相同。

需要先计算需要多少字节的内存空间

数组举例子：

释放的时候需要注意， 因为在for循环执行之后，p的地址往前移动了10， 所以需要减去10， 然后再释放p，不然会有问题

// 当销毁时只需要free一次，malloc了几个字节就会free几个字节，和char类型还是int类型无关
free(p);

在一个函数中动态分配的内存,在另一个函数中操作这块内存

(1) MM是一个系统级的东西，所有的应用程序都向同一个MM申请内存。

(2) 何为借出？实际上，在内存被借出时，MM只是把它管理的内存标记了一下，表示该段内存已经被占用。比如，它把每一段被占用的内存给记录下来（首地址，长度)
(p0,n0) (p1, n1) (p2, n2) ...

(3) MM非常慷慨：①只要有人 malloc ，它都同意借出 ②你不归还，它永远不会主动要求你 free 。

(4) MM管理的内存区域称为“堆”Heap

这意味着，用户程序应该自觉得及时 free ，以便不耽误别的应用程序的使用。如果有个应用程序不停地 malloc ，而不 free ，那最终会用光MM的内存。当MM没有更多闲置内存时， malloc 返回 NULL ，表示内存已经用完。

再次重申： 应用程序在malloc之后，应该尽早free !

使用原则：需要的时候再申请，不需要的时候立即释放

实际上，MM对借出的内存块进行标识
(p0, n0) (p1, n1) (p2, n2) ...
它内部已经保证任意两块内存不会“交叠”，即不会重叠，不会把一块内存同时借给两个应用程序使用。

所以，每块内存的首地址都是不同的，在 free 的时候只需要指明首地址即可。

对象指的一块内存

示例：用Citizen表示一个市民，用Car表示一个辆车。他起初没有车，但未来可能有一辆车。

怎么样才算“及时”？ “不及时”会怎样？

MM里可用的内存是有限的，你用完了就得尽快还，因为别的应用程序也需要MM的内存。

只借不还，积累到一定程度，MM没有更多内存可用，于是malloc返回NULL。

要还就得全还，否则MM那边处理不了

原因是：MM可能此时没有闲置内存可用。（虽然这种情况一般不会发生）

free之后，该内存交还给MM，该内存不再可用（失效）

不一定要在相同的函数里释放，在应用程序的任意一个角落释放都是有效的。

也就是说：这一块内存被malloc出来之后，完全交给你处置

功能：将 s 中当前位置后面的 n 个字节 （typedef unsigned int size_t ）用 ch 替换并返回 s

参数：

参数：

功能：由 src 所指内存区域复制 n 个字节到 dest 所指内存区域。

memmove() 功能用法和 memcpy()） 一样，区别在于： dest
和 src 所指的内存空间重叠时， memmove() 仍然能处理，不过执行效率比 memcpy() 低一些

② C语言动态内存函数分配问题

你的问题是刚刚学习指针的人都有的问题，需要从地址来认识这个问题，C语言的数据都是需要申请空间来存放的，有静态和动态两种，动态分配的空间大小可以按需要分配，并且可以回收，静态是不可以回收的。

首先，分配动态的空间，指针P和空间的首地址是没有直接的联系的，只是为了手续要使用这个刚刚分配的空间才让P指针指向这个刚刚分配的空间的首地址的话，如果还不理解，你可以反向想想如果你分配的这个空间，而不用P指针指向这个首地址，那么你如何使用这个空间呢？
void型是针对地址型的直接分配，为什么不是分配char的空间呢？因为C语言和硬件关系密切，
有写硬件他的地址不是8位存储的，是16位，或者是32位的，那么这个void就忽略了这个硬件地址宽位就分配100个地址就是了，然后，强制转换成char的8位，如果硬件是16位了，那么，每个地址就会多分配了8位，而使用前8为来存储空间了。

返回的指针是分配的100个地址的首地址，不是这个指针P，举个例子吧，空间可以看做是一个队伍，他本身就有一个领头的人，那么P就是一个单独的人，那么，我们如果像要找到这个队伍，需要先找到队伍的领头人，领头的人只在你申请的时候出现一次，后面，你就找不到他了，怎么办？你把他电话给P吧，P可以找到他。呵呵。

如果还是不理解，那就不要理解了，建议去吧队列的方式，用指针和动态分配内存的方式实现一次，就知道了，不能照着书本抄，全部代码要自己写出来，就肯定理解了。

③ c语言中，malloc和free是什么意思

属于内存管理的两个函数，malloc是申请内存的，free是释放内存的。

1、malloc一般用法：

int *t=NULL;

t=(int *)malloc(sizeof(int));

也可以在sizeof前面加上一个'n*'这就成了一个动态分配数组的方法。

2、free一般用法：

int *t=NULL;

t=(int *)malloc(sizeof(int));

free(t);

这样t所指的空间就被释放掉了。

(3)c语言动态分配空间扩展阅读：

malloc函数定义

其函数原型为void *malloc(unsigned int size)；其作用是在内存的动态存储区中分配一个长度为size的连续空间。此函数的返回值是分配区域的起始地址，或者说，此函数是一个指针型函数，返回的指针指向该分配域的开头位置。

如果分配成功则返回指向被分配内存的指针(此存储区中的初始值不确定)，否则返回空指针NULL。当内存不再使用时，应使用free()函数将内存块释放。

④ C语言中的动态内存分配的用法举例

1、malloc函数：其作用是在内存的动态存储区中分配一个长度为size的连续空间。其参数是一个无符号整形数，返回值是一个指向所分配的连续存储域的起始地址的指针。

2、free函数：由于内存区域总是有限的，不能不限制地分配下去，而且一个程序要尽量节省资源，所以当所分配的内存区域不用时，就要释放它，以便其它的变量或者程序使用。这时我们就要用到free函数。

3、calloc函数：其作用是在内存的动态存储区中分配n个长度为 size 的连续空间。函数返回一个指向分配区域的起始位置的指针；如果分配不成功，则返回NULL。

(4)c语言动态分配空间扩展阅读：

函数运算符：

new

运算符new用于向系统申请动态存储空间，并把首地址作为运算结果，它的使用形式为：

指针变量=new 数据类型；

例如：

int *p=new int

该语句的作用是会用new从内存中申请了一个int型变量（4个字节），并将该变量的首地址赋给指针变量p。

new所建立的变量的初始值是任意的，也可在用new分配内存的同时进行初始化。使用形式为：

指针变量=new 数据类型（初始值）。

delete

堆内存可按照要求进行分配，程序对内存的需求量随时会发生变化，有时程序在运行种可能会不再需要由new分配的内存空间，而且程序还未运行结束，这时就需要把先前占用的内存空间释放给堆内存，以后重新分配，供程序的其他部分使用。运算符delete用于释放new分配的内存空间，删除建立的对象，它的使用形式为：

delete指针变量；

其中的指针变量中保存着new分配的内存的首地址。

⑤ c语言中malloc是什么怎么用

malloc() 函数用来动态地分配内存空间，其原型为：void* malloc (size_t size);

说明：

【参数说明】

size 为需要分配的内存空间的大小，以字节（Byte）计。

【函数说明】

malloc() 在堆区分配一块指定大小的内存空间，用来存放数据。这块内存空间在函数执行完成后不会被初始化，它们的值是未知的。如果希望在分配内存的同时进行初始化，请使用 calloc() 函数。

【返回值】

分配成功返回指向该内存的地址，失败则返回 NULL。

操作：

由于申请内存空间时可能有也可能没有，所以需要自行判断是否申请成功，再进行后续操作。

如果 size 的值为 0，那么返回值会因标准库实现的不同而不同，可能是 NULL，也可能不是，但返回的指针不应该再次被引用。

注意：函数的返回值类型是 void *，void 并不是说没有返回值或者返回空指针，而是返回的指针类型未知。所以在使用 malloc() 时通常需要进行强制类型转换，将 void 指针转换成我们希望的类型，例如：

#include<stdlib.h>

typedef int ListData;

ListData *data; //存储空间基址

data = ( ListData * ) malloc( 100 * sizeof ( ListData ) );

(5)c语言动态分配空间扩展阅读

实现malloc的方法：

(1)数据结构

首先我们要确定所采用的数据结构。一个简单可行方案是将堆内存空间以块的形式组织起来，每个块由meta区和数据区组成，meta区记录数据块的元信息（数据区大小、空闲标志位、指针等等）。

数据区是真实分配的内存区域，并且数据区的第一个字节地址即为malloc返回的地址 。

（2）寻找合适的block

现在考虑如何在block链中查找合适的block。一般来说有两种查找算法：

First fit:从头开始，使用第一个数据区大小大于要求size的块所谓此次分配的块

Best fit:从头开始，遍历所有块，使用数据区大小大于size且差值最小的块作为此次分配的块

两种方式各有千秋，best fit有较高的内存使用率（payload较高），而first fit具有较高的运行效率。这里我们采用first fit算法。

（3）开辟新的block
如果现有block都不能满足size的要求，则需要在链表最后开辟一个新的block。

（4）分裂block
First fit有一个比较致命的缺点，就是可能会让更小的size占据很大的一块block，此时，为了提高payload,应该在剩余数据区足够大的情况下，将其分裂为一个新的block。

（5）malloc的实现

有了上面的代码，我们就可以实现一个简单的malloc.注意首先我们要定义个block链表的头first_block,初始化为NULL；另外，我们需要剩余空间至少有BLOCK_SIZE+8才执行分裂操作

由于我们需要malloc分配的数据区是按8字节对齐，所以size不为8的倍数时，我们需要将size调整为大于size的最小的8的倍数。