c语言中动态内存申请与释放的简单理解

c语言中动态内存申请与释放的简单理解
在C里，内存管理是通过专门的函数来实现的。

与c++不同，在c++中是通过new、delete函数动态申请、释放内存的。

1、分配内存 malloc 函数
需要包含头文件：
#include <alloc.h>
或
#include <stdlib.h>
函数声明(函数原型)：
void *malloc(int size);
说明：malloc 向系统申请分配指定size个字节的内存空间。

返回类型是 void* 类型。

void* 表示未确定类型的指针。

C,C++规定，void* 类型可以强制转换为任何其它类型的指针。

从函数声明上可以看出。

malloc 和 new 至少有两个不同: new 返回指定类型的指针，并且可以自动计算所需要大小。

比如：
int *p;
p = new int; //返回类型为int* 类型(整数型指针)，分配大小为 sizeof(int);
或：
int* parr;
parr = new int [100]; //返回类型为 int* 类型(整数型指针)，分配大小为sizeof(int) * 100;
而 malloc 则必须由我们计算需要的字节数，并且在返回后强行转换为实际类型的指针。

int* p;
p = (int *) malloc (sizeof(int));
第一、malloc 函数返回的是 void * 类型，如果你写成：p = malloc (sizeof(int)); 则程序无法通过编译，报错：“不能将 void* 赋值给 int * 类型变量”。

所以必须通过 (int *) 来将强制转换。

第二、函数的实参为 sizeof(int) ，用于指明一个整型数据需要的大小。

如果你写成：
int* p = (int *) malloc (1);
代码也能通过编译，但事实上只分配了1个字节大小的内存空间，当你往里头存入一个整数，就会有3个字节无家可归，而直接“住进邻居家”！造成的结果是后面的内存中原有数据内容全部被清空。

malloc 也可以达到 new [] 的效果，申请出一段连续的内存，方法无非是指定你所需要内存大小。

比如想分配100个int类型的空间：
int* p = (int *) malloc ( sizeof(int) * 100 ); //分配可以放得下100个整数的内存空间。

另外有一点不能直接看出的区别是，malloc 只管分配内存，并不能对所得的内存进行初始化，所以得到的一片新内存中，其值将是随机的。

除了分配及最后释放的方法不一样以外，通过malloc或new得到指针，在其它操作上保持一致。

2、释放内存 free 函数
需要包含头文件(和 malloc 一样)：
#include <alloc.h>
或
#include <stdlib.h>
函数声明：
void free(void *block);
即： void free(指针变量)；
之所以把形参中的指针声明为 void* ，是因为free必须可以释放任意类型的指针，而任意类型的指针都可以转换为void *。

举例：
int* p = (int *) malloc(4);
*p = 100;
free(p); //释放 p 所指的内存空间
或者：
int* p = (int *) malloc ( sizeof(int) * 100 ); //分配可以放得下100个整数的内存空间。

……
free(p);
free 不管你的指针指向多大的空间,均可以正确地进行释放，这一点释放比delete/delete [] 要方便。

不过，必须注意，如果你在分配指针时，用的是new或new[]，那么抱歉，当你在释放内存时，你并不能图方便而使用free来释放。

反过来，你用malloc 分配的内存，也不能用delete/delete[] 来释放。

一句话，new/delete、new[]/delete[]、malloc/free 三对均需配套使用，不可混用！
int* p = new int[100];... ...
free(p); //ERROR! p 是由new 所得。

这也是我们必须学习 malloc 与 free 的重要理由之一，有时候，我们调用操作系统的函数（Windows API）时，会遇到由我们的程序来分配内存，API函数来释放内存；或API函数来分配内存，而我们的程序来负责释放，这时，必须用malloc或 free来进行相应的工作。

3、重调空间的大小： realloc 函数
需要包含头文件(和 malloc 一样)：
#include <alloc.h>
或
#include <stdlib.h>
函数声明：
void *realloc(void *block, int size);
block 是指向要扩张或缩小的内存空间的指针。

size 指定新的大小。

realloc 可以对给定的指针所指的空间进行扩大或者缩小。

size 是新的目标大小。

比如，原来空间大小是40个字节，现在可以将size 指定为60，这样就扩张了20个字节；或者，将size 指定为20，则等于将空间缩小了20个字节。

无论是扩张或是缩小，原有内存的中内容将保持不变。

当然，对于缩小，则被缩小的那一部分的内容会丢失。

举例：
//先用 malloc 分配一指针
int* p = (int *) malloc (sizeof(int) * 10); //可以存放10个整数
……
//现在，由于些某原因，我们需要向p所指的空间中存放15个整数
//原来的空间不够了：
p = (int *) realloc (p, sizeof(int) *15); //空间扩张了 (15 - 10) * sizeof(int) = 20 个字节
……
//接下来，我们决定将p所指内存空间紧缩为5个整数的大小：
p = (int *) realloc (p, sizeof(int) * 5); //缩小了 (15 - 5) * sizeof(int) = 40 个字节
……
free (p);
这么看起来，realloc 有点像是施工队对一个已建的房屋进行改修：可以将房间后面再扩建几间，也可以拆掉几间。

不管是扩还是拆，屋里原来的东西并不改变。

不过，这里要特别提醒一点：这个施工队有时会做这种事：1、在一块新的空地上新建一座指定大小的房屋；2、接着，将原来屋子里的东西原样照搬到新屋；3、拆掉原来的屋子。

这是什么指意呢？
realloc 并不保证调整后的内存空间和原来的内存空间保持同一内存地址。

相反，realloc 返回的指针很可能指向一个新的地址。

所以，在代码中，我们必须将realloc返回的值，重新赋值给 p :
p = (int *) realloc (p, sizeof(int) *15);
甚至，你可以传一个空指针（0）给 realloc ，则此时realloc 作用完全相当于malloc。

int* p = (int *) realloc (0,sizeof(int) * 10); //分配一个全新的内存空间，这一行，作用完全等同于：
int* p = (int *) malloc(sizeof(int) * 10);
注意的是，无论调用几次 realloc,最后我们只需一次 free。