C语言动态内存分配详解与函数应用

本文档主要介绍了C语言中的动态内存分配，这是后端开发中一项至关重要的技能。C语言自C99标准开始支持变长数组，但在某些情况下，当需要在运行时根据需要动态地分配内存时，会使用特定的库函数来实现。 动态内存分配在C语言中有四个核心函数： 1. `malloc()`：用于在堆内存中动态申请指定大小的内存块。用户需要提供所需内存的字节数，函数返回一个指向分配内存的指针。如果内存分配成功，指针不为NULL；否则，返回NULL，此时可以通过`errno`获取错误代码，如`ENOMEM`表示内存不足。在使用完动态分配的内存后，应使用`free()`函数将其释放，以防止内存泄漏。 2. `calloc()`：此函数不仅分配内存，还初始化所有分配的元素为0。它接受两个参数：元素个数和每个元素的大小，返回一个指向新数组的指针。与`malloc()`类似，分配失败时返回NULL。 3. `realloc()`：在已分配内存的基础上进行扩展或收缩。如果内存扩大，原内容会被填充为0；如果缩小，多余的内存会被释放。这个函数非常有用，可以改变先前分配的内存大小，但需要确保新的大小不会超出可用的内存范围。 4. `free()` 和 `realloc()` 的共同点是，它们都用于释放先前通过`malloc()` 或 `calloc()` 动态分配的内存。释放后，指针通常被设置为NULL，以表明其不再是有效的内存地址。 在示例代码中，首先通过`malloc()`函数为10个整型变量分配内存，然后读取用户输入并为数组赋值，最后释放内存。接下来，展示了如何使用`calloc()`函数为整数数组分配内存，并初始化所有元素为0，同样处理可能出现的分配失败情况。 这些动态内存管理技巧在编写大型、可扩展的程序时非常重要，因为它们允许程序在运行时根据需求调整内存使用，提高代码的灵活性和效率。同时，正确管理内存也是避免内存泄漏和提高程序性能的关键。学习和熟练掌握动态内存分配是成为一名优秀C语言开发者必不可少的一部分。