C语言中怎样实现动态内存管理

在学习C语言中，当我们初次遇到在堆区开辟空间变量时，我们可能会提出为什么要专门在堆区开辟变量呢，不是在栈区开辟内存更加容易么？相反在堆区开辟空间时既要malloc，使用完空间后又要free这个空间，以及将开辟空间返回的地址置NULL，如果不这样按照步骤做的话有可能会导致内存泄漏，由此看来使用堆区这么麻烦的事情为什么我们还乐此不疲的使用呢，原因在于在栈区在开辟的变量或者数组的大小是固定的，有时候我们需要的空间大小在程序运行的时候才能知道，那数组的编译时开辟空间的方式就不能满足了。 这时候就只能试试动态存开辟了，如当我们在写一个通讯录的时创建通讯录中存放人的信息数组的大小时，我们可能不知道在通讯录中会存储多少个人的信息，如果存储人的信息数组为固定1000的时而我们只存放50人信息，这就浪费了空间的内存，如下图所示。

通常C语言提供了三种开辟空间的方式malloc ,calloc,以及realloc。
malloc 的函数原型为 voidmalloc(size_t size);
1、如果开辟成功，则返回一个指向开辟好空间的指针。
2、如果开辟失败，则返回一个NULL指针，因此malloc的返回值一定要做检查。
3、返回值的类型是 void ，所以malloc函数并不知道开辟空间的类型，具体在使用的时候使用者自己来决定。
4、如果参数 size 为0，malloc的行为是标准是未定义的，取决于编译器。
而calloc的用法与malloc的用法使用方法相同，区别只在于 calloc 会在返回地址之前把申请的空间的每个字节初始化为全0。而realloc函数的出现让动态内存管理更加灵活。有时会我们发现过去申请的空间太小了，有时候我们又会觉得申请的空间过大了，那为了合理的利用内存，我们一定会对内存的大小做灵活的调整。那 realloc 函数就可以做到对动态开辟内存大小的调整。 函数原型
void* realloc (void* ptr, size_t size); 第一个参数是要调整地址的大小，第二个为调整之后新的大小，而realloc在调整内存大小时可能会出现下面两种情况

当是情况1 的时候，要扩展内存就直接原有内存之后直接追加空间，原来空间的数据不发生变化。 当是情况
是情况2 的时候，原有空间之后没有足够多的空间时，扩展的方法是：在堆空间上另找一个合适大小的连续空间来
使用。这样函数返回的是一个新的内存地址所以realloc函数在使用完毕后要对其返回的地址做检查，如下程序所示

#include<stdio.h>

int main()
{
	int* ptr=NULL;
	int*p=(int*)malloc(10*sizeof(int));
	if(p!=NULL)
	{
		int i=0;
		for(i=0;i<10;i++)
		{
			*(p+i)=i;
		}
	}
	else
	{
		printf("开辟空间失败\n");
	}
	ptr=realloc(p,(100*sizeof(int)));
	if(ptr!=NULL)
	{
		p=ptr;
		//执行相关操作
	}
	else
	{
		printf("开辟空间失败\n");
	}
	return 0;
}

最后c语言一般将内存划分为以下几个区域如下图所示
1、栈区（stack）：在执行函数时，函数内局部变量的存储单元都可以在栈上创建，函数执行结束时这些存储单元自动被释放。栈内存分配运算内置于处理器的指令集中，效率很高，但是分配的内存容量有限。 栈区主要存放运行函数而分配的局部变量、函数参数、返回数据、返回地址等。
2.、堆区（heap）：一般由程序员分配释放， 若程序员不释放，程序结束时可能由OS回收 。分配方式类似于链表。
3.、数据段（静态区）（static）存放全局变量、静态数据。程序结束后由系统释放。
4、代码段：存放函数体（类成员函数和全局函数）的二进制代码。

标签：malloc,函数,realloc,C语言,内存,动态内存,空间,开辟,怎样
来源： https://blog.csdn.net/jkkk12/article/details/114839148