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C 动态内存分配

原文： https://www.programiz.com/c-programming/c-dynamic-memory-allocation

在本教程中，您将学习使用标准库函数：malloc()，calloc()，free()和realloc()在 C 程序中动态分配内存。

如您所知，数组是固定数量的值的集合。 声明数组的大小后，您将无法更改它。

有时，您声明的数组的大小可能不足。 要解决此问题，可以在运行时手动分配内存。 这在 C 编程中称为动态内存分配。

为了动态分配内存，使用了malloc()，calloc()，realloc()和free()这些库函数。 这些函数在<stdlib.h>头文件中定义。

C malloc()

名称malloc代表内存分配。

malloc()函数保留指定字节数的内存块。 并且，它返回void的指针，可以将其转换为任何形式的指针。

malloc()的语法

ptr = (castType*) malloc(size);

示例

ptr = (float*) malloc(100 * sizeof(float));

上面的语句分配了 400 个字节的内存。 这是因为float的大小为 4 个字节。 并且，指针ptr保存分配的内存中第一个字节的地址。

如果无法分配内存，则表达式将产生NULL指针。

C calloc()

名称calloc代表连续分配。

malloc()函数分配内存，并保留未初始化的内存。 而calloc()函数分配内存并将所有位初始化为零。

calloc()的语法

ptr = (castType*)calloc(n, size);

示例：

ptr = (float*) calloc(25, sizeof(float));

上面的语句在内存中为float类型的 25 个元素分配了连续的空间。

C free()

使用calloc()或malloc()创建的动态分配内存不会自行释放。 您必须显式使用free()释放空间。

free()的语法

free(ptr);

该语句释放ptr指向的内存中分配的空间。

示例 1：malloc()和free()

// Program to calculate the sum of n numbers entered by the user

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int main()
{
    int n, i, *ptr, sum = 0;

    printf("Enter number of elements: ");
    scanf("%d", &n);

    ptr = (int*) malloc(n * sizeof(int));

    // if memory cannot be allocated
    if(ptr == NULL)                     
    {
        printf("Error! memory not allocated.");
        exit(0);
    }

    printf("Enter elements: ");
    for(i = 0; i < n; ++i)
    {
        scanf("%d", ptr + i);
        sum += *(ptr + i);
    }

    printf("Sum = %d", sum);

    // deallocating the memory
    free(ptr);

    return 0;
}

在这里，我们为n个int的数量动态分配了内存。

示例 2：calloc()和free()

// Program to calculate the sum of n numbers entered by the user

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int main()
{
    int n, i, *ptr, sum = 0;
    printf("Enter number of elements: ");
    scanf("%d", &n);

    ptr = (int*) calloc(n, sizeof(int));
    if(ptr == NULL)
    {
        printf("Error! memory not allocated.");
        exit(0);
    }

    printf("Enter elements: ");
    for(i = 0; i < n; ++i)
    {
        scanf("%d", ptr + i);
        sum += *(ptr + i);
    }

    printf("Sum = %d", sum);
    free(ptr);
    return 0;
}

C realloc()

如果动态分配的内存不足或超出要求，则可以使用realloc()函数更改先前分配的内存大小。

realloc()的语法

ptr = realloc(ptr, x);

在此，以新的大小x重新分配ptr。

示例 3：realloc()

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int main()
{
    int *ptr, i , n1, n2;
    printf("Enter size: ");
    scanf("%d", &n1);

    ptr = (int*) malloc(n1 * sizeof(int));

    printf("Addresses of previously allocated memory: ");
    for(i = 0; i < n1; ++i)
         printf("%u\n",ptr + i);

    printf("\nEnter the new size: ");
    scanf("%d", &n2);

    // rellocating the memory
    ptr = realloc(ptr, n2 * sizeof(int));

    printf("Addresses of newly allocated memory: ");
    for(i = 0; i < n2; ++i)
         printf("%u\n", ptr + i);

    free(ptr);

    return 0;
}

运行该程序时，输出为：

Enter size: 2
Addresses of previously allocated memory:26855472
26855476

Enter the new size: 4
Addresses of newly allocated memory:26855472
26855476
26855480
26855484