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前言：
本博客涉及：
1. 为什么存在动态内存分配
2. 动态内存函数的介绍
- malloc
- free
- calloc
- realloc
3. 常见的动态内存错误
1. 为什么存在动态内存分配
经过之前的学习我们知道，在C语言中，我们所使用的程序语言的初始化是一经固定，就无法改变的：
int val = 20;//在栈空间上开辟四个字节
char arr[10] = {0};//在栈空间上开辟10个字节的连续空间这样对于一个所需要的空间，只要开辟的够大就可以使用，但是上述的开辟空间的方式有两个特点：
- 空间开辟大小是固定的。
- 数组在申明的时候，必须指定数组的长度，它所需要的内存在编译时分配。
但是对于空间的需求，不仅仅是上述的情况。有时候我们需要的空间大小在程序运行的时候才能知道， 那数组的编译时开辟空间的方式就不能满足了。 这时候就只能试试动态存开辟了。这也是，之所以会有动态内存管理的说法了。
2. 动态内存函数的介绍
（这里我们需要注意一个问题，就是动态内存管理（malloc,free,calloc,realloc）都是对内存的堆区区域进行操作的。）
2.1 malloc和free
所以，对于malloc函数我们需要注意：
- 如果开辟成功，则返回一个指向开辟好空间的指针，需要利用指针进行接收。
- 如果开辟失败，则返回一个NULL指针，进行接收后就会是一个NULL的指针，直接访问会导致程序发生错误，因此malloc的返回值一定要做检查。
- 返回值的类型是 void* ，所以malloc函数并不知道开辟空间的类型，具体在使用的时候使用者自己来决定。
此外：
如果参数 size 为0，malloc的行为是标准是未定义的，取决于编译器。不能说这个做法是错的，只能说是不标准的，而且没有知道他会发生什么……。
2.1.1 malloc空间创建成功：
#include <stdlib.h>
int main()
{
int* p = (int*)malloc(40);
if (NULL == p)
{
perror("malloc"); //打印NULL的错误原因
}
for (int i = 0; i < 10; i++)
{
*p = i;
p++;
}
return 0;
}2.1.2 malloc空间创建失败：
例如：当你申请的空间过于的庞大的时候，就会因为空间不足，导致的无法正常开辟动态内存空间。
2.1.３ free的使用与注意点
既然，现在我们懂得了如何进行申请，那申请了不用了，也应该要还了，所以我们来讲讲，如何还动态内存。（利用free函数）
#include <stdlib.h>
int main()
{
int* ptr = (int*)malloc(40);
int* p = ptr;
if (NULL == p)
{
perror("malloc");
}
for (int i = 0; i < 10; i++)
{
*p = i;
p++;
}
free(ptr);
p = NULL;
//if (p != NULL)
//{
// *p = 1;
//}
return 0;
}使用free所需要注意的知识点
１.如果参数 ptr 指向的空间不是动态开辟的，那free函数的行为是未定义的。
２.如果参数 ptr 是NULL指针，则函数什么事都不做。
３. free所释放的动态空间需要在动态内存申请的初始点，不然会导致程序崩溃。所以，我们需要先行将开辟的初始点地址进行记录，防止使用时将其改变了位置。
４. free在将内存归还于编译器后，并不会将我们之前所传输的地址进行更改，所以，我们还拿着起初的动态内存地址，但是，要知道当我们拿着不是我们所拥有的地址，不慎将其进行使用，这是十分危险的行为，为导致程序的崩溃，所以我们再归还后最好将地址改为NULL，这样在后期如若再想使用。只需进行判断其是否为NULL即可。
free的总要性:
我们要知道，free函数进行内存释放可不是用来释放的玩的，要知道，作为动态内存不是与我们平时随手创建的变量一样，他是程序结束才会自行归还的，可想而知，对于一个长时间自身循环的程序，来来回回的申请程序又不会进行自行回收，就会导致内存泄漏的问题。
2.2 calloc
其实calloc与mallloc差不多，相对于malloc来说，就是其多了一个功能，初始化数据为0；所以注意点也与malloc不尽相同。但是，同时因为calloc可以进行数据的初始化，而对于初始化，是需要进行地址的访问的，所以需要进行操作的步长的规定。
2.3 realloc
有时候我们会发现，空间很有可能会申请的空间太大，或者太小，所以就需要一个可以改变的方式那 realloc 函数就可以做到对动态开辟内存大小的调整。（realloc函数的出现让动态内存管
理更加灵活）
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
int main()
{
int* ptr = (int*)malloc(40);
int* p = ptr;
if (NULL == p)
{
perror("malloc");
return 1;
}
for (int i = 0; i < 10; i++)
{
*p = i;
p++;
}
//当我们需要再扩大10个元素时
p = realloc(ptr, 80);
if (NULL == p)
{
perror("realloc");
return 1;
}
ptr = p;
//使用
free(ptr);
p = NULL;
return 0;
}
realloc在调整内存空间的是存在两种情况：
情况1 : 要扩展内存就直接原有内存之后直接追加空间，原来空间的数据不发生变化。
情况2 :
原有空间之后没有足够多的空间时，扩展的方法是：在堆空间上另找一个合适大小的连续
空间来使用。这样函数返回的是一个新的内存地址。
注意： realloc的申请空间也不是一定成功的，当失败的时候，会返回一个NULL的指针，所以，对于此点我们尤为要注意，不要直接就用原动态内存的指针直接接收，这样会丢失原地址，导致动态内存无法查找，导致无法free掉，从而内存泄漏。
3. 常见的动态内存错误
3.1 对NULL指针的解引用操作
void test()
{
int* p = (int*)malloc(INT_MAX / 4);
*p = 20;//如果p的值是NULL，就会有问题
free(p);
}也就是我们之前所强调的一点，malloc，calloc，realloc，如果实施失败就会返回NULL，如果我们忘记进行判断后再使用，就会出现这个问题。
3.2 对动态开辟空间的越界访问
void test()
{
int i = 0;
int* p = (int*)malloc(10 * sizeof(int));
if (NULL == p)
{
exit(EXIT_FAILURE);
}
for (i = 0; i <= 10; i++)
{
*(p + i) = i;//当i是10的时候越界访问
}
free(p);
}
与在栈区上开辟空间一样，即使实在堆上开辟空间的动态内存开辟，程序员只能在已申请的空间内进行操作，如若超过，都会导致野指针的问题，导致程序崩溃。
3.3 对非动态开辟内存使用free释放
void test()
{
int a = 10;
int* p = &a;
free(p); //err
}正如我们前面所说，这是free未进行定义的操作，本质上来说：因为，指针p指向的空间不是我们所申请的，是a这个变量在栈上的空间。我们没有动态去申请空间， 那么就没有理由释放空间。
3.4 使用free释放一块动态开辟内存的一部分
void test()
{
int* p = (int*)malloc(100);
p++;
free(p);//p不再指向动态内存的起始位置
}需要注意：free需要对应动态内存的起始位置，如若free，p不再指向动态内存的起始位置，那么一free使用只会程序崩溃。
3.5 对同一块动态内存多次释放
void test()
{
int* p = (int*)malloc(100);
free(p);
free(p);//重复释放
}
重复的free会导致程序的崩溃。
3.6 动态开辟内存忘记释放（内存泄漏）
#include <stdlib.h>
void test()
{
int* p = (int*)malloc(100);
if (NULL != p)
{
*p = 20;
}
}
int main()
{
test();
while (1);
}这也就是我们之前说提到的问题，如若不处理，就会导致内存泄漏，导致内存耗尽。
