动态内存分配：malloc, calloc, free, realloc

动态存储分配是程序在运行时根据需要动态地获取内存的一种方式，它可以解决静态内存分配的局限性，避免内存浪费。本资源主要介绍了动态数组和链表相关的动态存储分配函数，包括malloc、calloc、free和realloc。 1. **malloc函数** (Memory Allocation)： `void *malloc(int n)` 用于分配`n`个字节的内存。返回值是一个指向所分配内存的指针。如果分配成功，返回非空指针，失败则返回NULL。例如，当需要创建一个大小为10的整型数组时，可以分配`malloc(10 * sizeof(int))`字节的内存。 2. **calloc函数** (Count Allocation)： `void *calloc(int count, int n)` 分配`count`个大小为`n`的元素的空间，总字节数为`count * n`。它会将分配的内存初始化为零，这对于需要清零的数组或结构体很有用。 3. **free函数** (Free Memory)： `void free(void *ptr)` 用于释放之前通过`malloc`或`calloc`分配的内存。传入参数是之前分配内存的指针。释放内存后，指针不再有效，不应再使用。 4. **realloc函数** (Reallocation)： `void *realloc(void *p, int n)` 用于改变已分配内存的大小。传入的`p`是之前分配的内存指针，`n`是新的字节大小。如果扩大内存，函数会在原内存块附近分配额外空间；如果缩小，可能在原位置收缩，也可能移动内存到新位置并返回新地址。如果新大小等于零，`realloc`会释放内存并返回NULL，不会导致内存泄漏。 在使用这些函数时，需要包含`<malloc.h>`或`<stdlib.h>`头文件。在实际编程中，动态内存分配特别适用于处理不确定大小的数据集合，如处理不同班级人数的成绩计算。 例如，对于求任意班级学生成绩平均分的问题，如果使用静态分配，必须预估最大班级人数，可能导致内存浪费。而动态分配允许根据输入的班级人数动态创建数组，避免了这个问题。使用`malloc`分配内存后，应确保在不再需要时使用`free`释放内存，以防止内存泄漏。如果需要更改已分配内存的大小，可以使用`realloc`函数，但要注意，如果`realloc`失败，原始内存可能会丢失，因此需要妥善处理返回的指针。 在给出的代码示例中，程序首先通过`scanf`获取班级人数，然后利用`malloc`或`calloc`分配内存。`calloc`分配的内存会被初始化为零，而`malloc`分配的内存内容是未定义的。`realloc`用于调整内存大小，以适应不同的需求。最后，当不再需要内存时，使用`free`释放内存，释放的内存可以被系统重新使用。 动态内存分配虽然提供了灵活性，但也带来了管理内存的责任。程序员必须确保正确分配、使用和释放内存，否则可能导致内存泄漏、悬挂指针等严重问题。在实际编程中，应当谨慎使用动态内存，并结合智能指针等工具来简化内存管理。