c语言如何动态分配内存

在C语言中，动态内存分配是一种在程序运行时分配内存的方法，这种方法允许程序员根据程序的需要来分配和释放内存，而不是在编译时静态地分配固定大小的内存空间，动态内存分配主要通过四个函数来实现：malloc(), calloc(), realloc(), 和 free()。

1、malloc() 函数

malloc() 函数用于分配指定字节数的内存空间，它的原型如下：

void *malloc(size_t size);

size 是需要分配的内存空间的字节数，如果分配成功，malloc() 返回一个指向分配内存的起始地址的指针；如果分配失败，返回 NULL。

示例：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main() {
    int *ptr;
    int n = 5;
    // 使用 malloc 分配内存
    ptr = (int *)malloc(n * sizeof(int));
    if (ptr == NULL) {
        printf("内存分配失败
");
        exit(0);
    } else {
        printf("内存分配成功
");
    }
    // 使用分配的内存
    for (int i = 0; i < n; i++) {
        ptr[i] = i + 1;
        printf("%d ", ptr[i]);
    }
    // 释放内存
    free(ptr);
    return 0;
}

2、calloc() 函数

calloc() 函数用于分配指定数量的元素的内存空间，并将分配的内存空间初始化为0，它的原型如下：

void *calloc(size_t num, size_t size);

num 是需要分配的元素个数，size 是每个元素的字节数，如果分配成功，calloc() 返回一个指向分配内存的起始地址的指针；如果分配失败，返回 NULL。

示例：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main() {
    int *ptr;
    int n = 5;
    // 使用 calloc 分配内存
    ptr = (int *)calloc(n, sizeof(int));
    if (ptr == NULL) {
        printf("内存分配失败
");
        exit(0);
    } else {
        printf("内存分配成功
");
    }
    // 使用分配的内存
    for (int i = 0; i < n; i++) {
        printf("%d ", ptr[i]);
    }
    // 释放内存
    free(ptr);
    return 0;
}

3、realloc() 函数

realloc() 函数用于重新分配内存空间，它可以根据需要调整已分配内存的大小，它的原型如下：

void *realloc(void *ptr, size_t size);

ptr 是指向已分配内存的指针，size 是新的内存大小，如果重新分配成功，realloc() 返回一个指向新分配内存的起始地址的指针；如果重新分配失败，返回 NULL。

示例：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main() {
    int *ptr;
    int n = 5;
    // 使用 malloc 分配内存
    ptr = (int *)malloc(n * sizeof(int));
    if (ptr == NULL) {
        printf("内存分配失败
");
        exit(0);
    } else {
        printf("内存分配成功
");
    }
    // 扩大内存空间
    ptr = (int *)realloc(ptr, 10 * sizeof(int));
    if (ptr == NULL) {
        printf("内存重新分配失败
");
        exit(0);
    } else {
        printf("内存重新分配成功，现在可以存储10个整数
");
    }
    // 使用分配的内存
    for (int i = 0; i < 10; i++) {
        ptr[i] = i + 1;
        printf("%d ", ptr[i]);
    }
    // 释放内存
    free(ptr);
    return 0;
}

4、free() 函数

free() 函数用于释放已分配的内存空间，当不再需要已分配的内存时，应使用 free() 函数将其释放，以避免内存泄漏，它的原型如下：

void free(void *ptr);

ptr 是指向已分配内存的指针，释放内存后，ptr 将变为悬空指针，不应再使用。

示例：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main() {
    int *ptr;
    int n = 5;
    // 使用 malloc 分配内存
    ptr = (int *)malloc(n * sizeof(int));
    if (ptr == NULL) {
        printf("内存分配失败
");
        exit(0);
    } else {
        printf("内存分配成功
");
    }
    // 使用分配的内存
    for (int i = 0; i < n; i++) {
        ptr[i] = i + 1;
        printf("%d ", ptr[i]);
    }
    // 释放内存
    free(ptr);
    ptr = NULL; // 将指针设置为 NULL，避免悬空指针
    return 0;
}

在C语言中，动态内存分配是一种在程序运行时分配内存的方法，通过使用 malloc(), calloc(), realloc(), 和 free() 函数，可以根据程序的需要动态地分配和释放内存空间，在使用动态内存分配时，需要注意检查分配是否成功，以及在不再需要已分配的内存时及时释放，以避免内存泄漏。