內(nèi)存區(qū)域可以分為棧，堆，靜態(tài)存儲區(qū)和常量存儲區(qū)。局部變量，函數(shù)形參，臨時變量都是在棧上獲得內(nèi)存的，它們獲取的方式都是由編譯器自動執(zhí)行的。
C 標準函數(shù)庫提供了許多函數(shù)來實現(xiàn)對堆上內(nèi)存管理，其中包括：malloc函數(shù)，free函數(shù)，calloc函數(shù)和realloc函數(shù)。使用這些函數(shù)需要包含頭文件stdlib.h
1. malloc函數(shù)
malloc函數(shù)可以從堆上獲得指定字節(jié)的內(nèi)存空間，其函數(shù)聲明如下：
void * malloc(int n);
其中，形參n為要求分配的字節(jié)數(shù)。如果函數(shù)執(zhí)行成功，malloc返回獲得內(nèi)存空間的首地址；如果函數(shù)執(zhí)行失敗，那么返回值為NULL。由于malloc函數(shù)值的類型為void型指針，因此，可以將其值類型轉(zhuǎn)換后賦給任意類型指針，這樣就可以通過操作該類型指針來操作從堆上獲得的內(nèi)存空間。
需要注意的是,malloc函數(shù)分配得到的內(nèi)存空間是未初始化的。因此，一般在使用該內(nèi)存空間時，要調(diào)用另一個函數(shù)memset來將其初始化為全0。memset函數(shù)的聲明如下：
void * memset (void * p,int c,int n) ;
該函數(shù)可以將指定的內(nèi)存空間按字節(jié)單位置為指定的字符c。其中，p為要清零的內(nèi)存空間的首地址，c為要設(shè)定的值，n為被操作的內(nèi)存空間的字節(jié)長度。如果要用memset清0，變量c實參要為0。malloc函數(shù)和memset函數(shù)的操作語句一般如下：
int * p=NULL;
p=(int *)malloc(sizeof(int));
if(p==NULL)
printf(“Can’t get memory!\n”);
memset(p,0,siezeof(int));
注意：通過malloc函數(shù)得到的堆內(nèi)存必須使用memset函數(shù)來初始化。
demo：
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
int main()
{
int * p=NULL;
p=(int *)malloc(sizeof(int));
if(NULL==p){
printf("Can't get memory!\n");
return -1;
}
printf("%d\n",*p); //輸出分配的空間上的值
memset(p,0,sizeof(int)); //將p指向的空間清0
printf("%d\n",*p); //輸出調(diào)用memset函數(shù)后的結(jié)果
*p=2;
printf("%d\n",*p);
return 0;
}
運行結(jié)果截圖：
2. free函數(shù)
從堆上獲得的內(nèi)存空間在程序結(jié)束以后，系統(tǒng)不會將其自動釋放，需要程序員來自己管理。一個程序結(jié)束時，必須保證所有從堆上獲得的內(nèi)存空間已被安全釋放，否則，會導致內(nèi)存泄露。例如上面的demo就會發(fā)生內(nèi)存泄露。
free函數(shù)可以實現(xiàn)釋放內(nèi)存的功能。其函數(shù)聲明為：
void free (void * p);
由于形參為void指針，free函數(shù)可以接受任意類型的指針實參。
但是，free函數(shù)只是釋放指針指向的內(nèi)容，而該指針仍然指向原來指向的地方，此時，指針為野指針，如果此時操作該指針會導致不可預期的錯誤。安全做法是：在使用free函數(shù)釋放指針指向的空間之后，將指針的值置為NULL。因此，對于上面的demo，需要在return
語句前加入以下兩行語句：
free(p);
p=NULL;
注意：使用malloc函數(shù)分配的堆空間在程序結(jié)束之前必須釋放。
3. calloc函數(shù)
calloc函數(shù)的功能與malloc函數(shù)的功能相似，都是從堆分配內(nèi)存。其函數(shù)聲明如下：
void *calloc(int n,int size);
函數(shù)返回值為void型指針。如果執(zhí)行成功，函數(shù)從堆上獲得size X n的字節(jié)空間，并返回該空間的首地址。如果執(zhí)行失敗，函數(shù)返回NULL。該函數(shù)與malloc函數(shù)的一個顯著不同時是，calloc函數(shù)得到的內(nèi)存空間是經(jīng)過初始化的，其內(nèi)容全為0。calloc函數(shù)適合為數(shù)組申請空間，可以將size設(shè)置為數(shù)組元素的空間長度，將n設(shè)置為數(shù)組的容量。
demo：
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#define SIZE 5
int main()
{
int * p=NULL;
int i=0;
//為p從堆上分配SIZE個int型空間
p=(int *)calloc(SIZE,sizeof(int));
if(NULL==p){
printf("Error in calloc.\n");
return -1;
}
//為p指向的SIZE個int型空間賦值
for(i=0;i<SIZE;i++)
p[i]=i;
//輸出各個空間的值
for(i=0;i<SIZE;i++)
printf("p[%d]=%d\n",i,p[i]);
free(p);
p=NULL;
return 0;
}
運行結(jié)果：
提示：calloc函數(shù)的分配的內(nèi)存也需要自行釋放。
4. realloc函數(shù)
realloc函數(shù)的功能比malloc函數(shù)和calloc函數(shù)的功能更為豐富，可以實現(xiàn)內(nèi)存分配和內(nèi)存釋放的功能，其函數(shù)聲明如下：
void * realloc(void * p,int n);
其中，指針p必須為指向堆內(nèi)存空間的指針，即由malloc函數(shù)、calloc函數(shù)或realloc函數(shù)分配空間的指針。realloc函數(shù)將指針p指向的內(nèi)存塊的大小改變?yōu)閚字節(jié)。如果n小于或等于p之前指向的空間大小，那么。保持原有狀態(tài)不變。如果n大于原來p之前指向的空間大小，那么，系統(tǒng)將重新為p從堆上分配一塊大小為n的內(nèi)存空間，同時，將原來指向空間的內(nèi)容依次復制到新的內(nèi)存空間上，p之前指向的空間被釋放。relloc函數(shù)分配的空間也是未初始化的。
注意：使用malloc函數(shù)，calloc函數(shù)和realloc函數(shù)分配的內(nèi)存空間都要使用free函數(shù)或指針參數(shù)為NULL的realloc函數(shù)來釋放。
demo：
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main()
{
int * p=NULL;
p=(int *)malloc(sizeof(int));
*p=3;
printf("p=%p\n",p);
printf("*p=%d\n",*p);
p=(int *)realloc(p,sizeof(int));
printf("p=%p\n",p);
printf("*p=%d\n",*p);
p=(int *)realloc(p,3*sizeof(int));
printf("p=%p\n",p);
printf("*p=%d",*p);
//釋放p指向的空間
realloc(p,0);
p=NULL;
return 0;
}
運行結(jié)果：
從結(jié)果中，你看到了什么？
注意：如果要使用realloc函數(shù)分配的內(nèi)存，必須使用memset函數(shù)對其內(nèi)存初始化。