动态建立数组-malloc()函数

在很多情况下，我们不知道所要建立数组的大小，而是想根据需求动态的建立数组。但是通常使用 int arr[n] 这样的写法编译器会报错，因为n是变量。例如以下代码

int n = 10;
int a[n];

对于这种情况我们可以用以下的方法解决。

 

一、建立动态数组

用到的头文件：# include <stdlib.h>

用到的函数：malloc() sizeof()

用法如下：

int n = 10;
int *p = (int*) malloc (n * sizeof(int));//建立可以存放是个int型数据的数组

解释： 

1、malloc()函数的形参是要分配的字节数，注意是字节数，不是单元数。

2、malloc函数返回的是一个无类型的首地址，因此必须在malloc函数前加上类型强转，转换为自己需要的数据类型

3、因为malloc函数只负责分配内存，所以我们需要自己定义相应的类型变量来接收malloc分配的内存，注意malloc函数返回的 是分配内存的首地址，所以接收的变量也应该是相应的指针类型

注意：动态数组内存是在堆区分配，堆区有2G内存

分配完成之后，使用完全和数组用法相同，如下：

void DynamicArray()
{
int n = 10;
int *p = (int*) malloc (n * sizeof(int));//建立可以存放是个int型数据的数组
//数组赋值
for(int i=0;i<n;i++)
{
p[i] = i;
}
//数组打印
for(int i=0;i<n;i++)
{
printf("%d ",p[i]);
}
}

二、内存的释放

用到的函数：free()

用法：

free(p);

  如果不对在堆区分配的内存进行释放，会导致内存泄漏，内存泄露一般不容易查不容易修改，因此在编程过程中一定注意要释放内存。

三、动态建立并初始化数组

 用到的函数：calloc()

calloc函数有两个形参，第一个是元素的数目，第二个是每个元素的字节数

calloc函数将数组每个元素初始化为0

用法：

int n = 10;
int *p = (int*) calloc(n,sizeof(int));

for(int i=0;i<n;i++)
{
printf("%d ",p[i]);
}
free(p);

四、数组扩容

有时候动态数组分配过程中会发生数组大小不够的问题，我们就需要对数组进行扩容

用到的函数：realloc()

realloc函数第一个形参是：对以前指定的指针内存块

realloc函数第二个形参是：新的大小 (以字节为单位)。

realloc函数返回的也是无类型的地址，因此自己定义相应的类型变量来接收realloc分配的内存

用法：

        int n = 10;
    int *p = (int*) malloc (n * sizeof(int));//建立可以存放是个int型数据的数组
    //数组赋值
    for(int i=0;i<n;i++)
    {
        p[i] = i;
    }
    //扩容
    p = (int*) realloc (p,sizeof(int)*20);
    //数组打印
    for(int i=0;i<n;i++)
    {
        printf("%d ",p[i]);
    }
    //释放内存
    free(p);

五、free函数容易引起崩溃的解决

  在堆区分配的内存块中都有一个头标记和尾标记，头标记在内存块首地址向前偏移一点的位置处，尾地址在内存块末尾偏后一点处，所有free崩溃的原因都是因为free函数找不到内存块的头或尾。共有以下几种情况

1、越界（如下代码）

        int n = 10;
    int *p = (int*) malloc (n * sizeof(int));//建立可以存放是个int型数据的数组
    //数组赋值
    for(int i=0;i<n*2;i++)
    {
        p[i] = i;
    }
    free(p);

此段代码数组值定义了10个单元格，而在赋值过程中却循环了20次，在赋值过程中破坏了内存块尾部标记，导致free函数找不到尾标记，程序崩溃。

2、指针移动（如下代码）

        int n = 10;
    int *p = (int*) malloc (n * sizeof(int));//建立可以存放是个int型数据的数组
    //数组赋值
    for(int i=0;i<n;i++)
    {
        p[i] = i;
        p++;
    }
    free(p);

 此段代码，数组在赋值过程中采用指针移动赋值，导致赋值结束指针变量p没有指向内存块头部，free函数找不到内存块头标记，程序崩溃。

3、重复释放（代码如下）

        int n = 10;
    int *p = (int*) malloc (n * sizeof(int));//建立可以存放是个int型数据的数组
    //数组赋值
    for(int i=0;i<n;i++)
    {
        p[i] = i;
    }
    int *q = p;
    free(p);
    free(q);

此段代码，p和q指向同一个内存块，因此就等于对一个内存块free了两次，在第一次free过程中没有问题，而在第二次free是就找不到头标记和尾标记，程序崩溃

4、释放栈内存（代码如下）

        int a[10];
    free(a);

此段代码，在栈中定义了一个数组，栈中的内存块不存在头标记和尾不标记，因此free函数找不到头标记和尾标记，程序崩溃。

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