动态内存分配与链表：malloc函数及应用

本资源主要介绍了链表的概念和在C语言中的应用，强调了静态内存分配与动态内存分配的区别，并详细讲解了动态内存分配的相关函数，如`malloc`, `calloc`, `realloc` 和 `free`。 在编程中，数据的组织结构是非常关键的一部分，链表是一种重要的数据结构，它不同于数组，不连续存储数据，而是通过节点间的指针链接形成。在C语言中，结构体用于定义链表的节点，例如： ```c struct node { char name[20]; char phone[12]; char address[50]; }; ``` 这里定义了一个名为`node`的结构体，包含姓名、电话和地址三个字段。结构体可以用来创建链表，每个结构体实例代表一个节点，包含数据和指向下一个节点的指针。示例中`head`被定义为头结点，其`next`指针指向链表中的下一个节点。 链表在处理批量数据时非常有用，因为它可以灵活地增加或减少元素，而不需要预先知道数据的总数量。数组在定义时需要确定大小，这可能导致内存浪费或数组越界的问题。相比之下，链表通过动态内存分配解决了这些问题。 动态内存分配允许程序在运行时按需分配内存，这在处理不确定数量的数据或需要节省内存时非常有用。C语言提供了一系列函数来操作动态内存： 1. `malloc(size_t size)`：分配指定大小的内存块，并返回指向该内存的指针。如果分配失败，返回`NULL`。 2. `calloc(size_t num, size_t size)`：分配`num`个大小为`size`的元素的内存块，初始化为0。 3. `realloc(void* ptr, size_t new_size)`：改变已分配内存块的大小，可以增大或减小。返回新分配的内存指针，如果失败则返回`NULL`，原内存未被释放。 4. `free(void* ptr)`：释放由`malloc`, `calloc` 或 `realloc` 分配的内存。 在实际编程中，我们需要谨慎使用这些函数，确保正确释放不再使用的内存，防止内存泄漏。例如，在上面的代码片段中，`malloc`被用来为用户输入的数量分配整型数组，`free`应在使用完毕后释放这些内存。 了解并熟练运用链表和动态内存管理是C语言编程的基础，它们对于开发高效且灵活的程序至关重要。在处理大量数据、实现数据结构如栈、队列或树等高级数据结构时，链表和动态内存分配都是不可或缺的工具。