在数组一章中，曾介绍过数组的长度是预先定义好的，在整个程序中固定不变。Ｃ语言中不允许动态数组类型。
例如：
int n;
scanf(“%d”,&n);
int a[n];用变量表示长度，想对数组的大小作动态说明，这是错误的。
但是在实际的编程中，往往会发生这种情况，即所需的内存空间取决于实际输入的数据，而无法预先确定。
对于这种问题，用数组的办法很难解决。为了解决上述问题，Ｃ语言提供了一些内存管理函数，这些内存管理函数可以按需要动态地分配内存空间，也可把不再使用的空间回收待用，为有效地利用内存资源提供了手段。
常用的内存管理函数有以下三个：
1. 分配内存空间函数 malloc
调用形式：
ptr = (cast_type *) malloc (byte_size);
(类型说明符*) malloc (size)功能：在内存的动态存储区中分配一块长度为”size”字节的连续区域。函数的返回值为该区域的首地址。“类型说明符”表示把该区域用于何种数据类型。(类型说明符*)表示把返回值强制转换为该类型指针。“size”是一个无符号数。
例如:
pc=(char *)malloc(100);表示分配 100 个字节的内存空间，并强制转换为字符数组类型，函数的返回值为指向该字符数组的指针，把该指针赋予指针变量 pc。
2. 分配内存空间函数 calloc
calloc 也用于分配内存空间。
调用形式：
ptr = (cast_type *) calloc (n, size);
(类型说明符*)calloc(n,size)功能：在内存动态存储区中分配 n 块长度为“size”字节的连续区域；函数的返回值为该区域的首地址；当内存空间分配后，所有字节初始化为零。
每当分配内存空间错误（例如内存不足）时，都会返回空指针。
calloc 函数与 malloc 函数的区别仅在于一次可以分配 n 块区域。
例如：
ps=(struet stu*)calloc(2,sizeof(struct stu));其中的 sizeof(struct stu)是求 stu 的结构长度。因此该语句的意思是：按 stu 的长度分配 2 块连续区域，强制转换为 stu 类型，并把其首地址赋予指针变量 ps。
3. 释放内存空间函数 free
调用形式：
free(void*ptr);功能：释放 ptr 所指向的一块内存空间，ptr 是一个任意类型的指针变量，它指向被释放区域的首地址。被释放区应是由 malloc 或 calloc 函数所分配的区域。
例1. – 分配一块区域，输入一个学生数据
main()
{
struct stu
{
int num;
char *name;
char sex;
float score;
} *ps;
ps=(struct stu*)malloc(sizeof(struct stu));
ps->num=102;
ps->name="Zhang ping";
ps->sex='M';
ps->score=62.5;
printf("Number=%d\nName=%s\n",ps->num,ps->name);
printf("Sex=%c\nScore=%f\n",ps->sex,ps->score);
free(ps);
}
本例中，定义了结构 stu，定义了 stu 类型指针变量 ps。然后分配一块 stu 结构体内存区，并把首地址赋予 ps，使 ps 指向该区域。再以 ps 为指向结构的指针变量对各成员赋值，并用printf 输出各成员值。最后用 free 函数释放 ps 指向的内存空间。
整个程序包含了申请内存空间、使用内存空间、释放内存空间三个步骤，实现存储空间的动态分配。
例2.动态分配内存空间
#include <stdlib.h>
int main()
{
int *ptr;
ptr = malloc(15 * sizeof(*ptr)); /* a block of 15 integers */
if (ptr != NULL) {
*(ptr + 5) = 480; /* assign 480 to sixth integer */
printf("Value of the 6th integer is %d",*(ptr + 5));
}
}
- 请注意，当以后将* ptr声明类型转换为其他数据类型时，使用sizeof（* ptr）代替sizeof（int）是为了使代码更有兼容性；
- 如果内存不足，分配可能会失败。 在这种情况下，它将返回NULL指针。 因此，您应该包括用于检查NULL指针的代码；
- 请记住，分配的内存是连续的，可以将其视为数组。 我们可以使用指针算法来访问数组元素，而不是使用方括号[]。 我们建议使用+来引用数组元素，因为使用增量++或+ =会更改指针存储的地址。
例3.用malloc分配一个整型数组指针，并赋值给第二个整数
#include <stdio.h>
int main()
{
int* ptr = malloc(10 * sizeof(*ptr));
if (ptr != NULL)
{
*(ptr + 2) = 50;
printf("Value of the 2nd integer is %d",*(ptr + 2));
}
free(ptr);
}
例4.动态分配内存实现自然数加法
#include <stdio.h>
int main()
{
int i, * ptr, sum = 0;
ptr = calloc(10, sizeof(int));
if (ptr == NULL) {
printf("Error! memory not allocated.");
exit(0);
}
printf("Building and calculating the sequence sum of the first 10 terms \ n ");
for (i = 0; i < 10; ++i)
{
* (ptr + i) = i;
sum += * (ptr + i);
}
printf("Sum = %d", sum);
free(ptr);
return 0;
}
calloc与malloc：主要区别
calloc函数通常比malloc函数更合适，更高效。 虽然这两个函数都用于分配内存空间，但calloc可以一次分配多个块。 您不必每次都请求存储块。
calloc函数用于需要更大存储空间的复杂数据结构中。calloc函数分配的内存块始终初始化为零，而在malloc中，它始终包含垃圾值。
4. Realloc 函数
使用realloc（）函数，可以将更多的内存大小添加到已分配的内存中。 它扩展当前块，同时保留原始内容。 realloc代表内存的重新分配。
realloc也可以用来减小先前分配的内存的大小。
语法：
ptr = realloc (ptr,newsize);上面的语句在变量newsize中分配具有指定大小的新内存空间。 执行完函数后，指针将返回到存储块的第一个字节。 新的大小可以大于或小于以前的内存。
我们不能确定新分配的块是否将指向与先前存储块相同的位置。 此功能将在新区域中复制所有先前的数据。 它确保数据将保持安全。
例5.
#include <stdio.h>
int main ()
{
char *ptr;
ptr = (char *) malloc(10);
strcpy(ptr, "Programming");
printf(" %s, Address = %u\n", ptr, ptr);
ptr = (char *) realloc(ptr, 20); //ptr is reallocated with new size
strcat(ptr, " In 'C'");
printf(" %s, Address = %u\n", ptr, ptr);
free(ptr);
return 0;
}
每当重新分配导致操作失败时，它都会返回空指针，并且先前的数据也将被释放。
