int val = 10//在栈空间上开辟4个字节
int arr[10]//在栈空间上开辟40个字节的连续空间
而这上述的方法都有两个特点：
开辟的空间大小是固定的
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内存开辟了。
2. 动态内存函数的介绍
2.1 malloc和free
C语言提供了一个动态内存开辟的函数：
//返回类型：void*指针，参数要开辟空间的字节数
void* malloc(size_t size)
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这个函数向内存申请一块连续可用的空间，并返回指向这块空间的起始字节的地址。
如果开辟成功，则返回一个指向开辟好空间的指针。
如果开辟失败，则返回一个NULL指针，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。
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。
举个例子：
#include <string.h>
#include <errno.h>
#include <stdlib.h>
int main()
{
int arr[10] = { 0 }
//开辟40个字节的空间
int* pa = (int*)malloc(40)
//如果为NULL表示开辟失败
//打印错误信息结束程序
if (pa == NULL)
{
printf("%s\n", strerror(errno))
return 1
}
//正常使用
for(int i = 0i <10 ++i)
{
*(pa + i) = i
//等价于p[i]
}
for(int i = 0i <10 ++i)
{
printf("%d ", *(pa + i))
}
return 0
}
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代码中数组的开辟形式与动态内存开辟的形式有什么不同呢？
首先它们的存储区域是不一样的，内存分为栈区、堆区和静态区。
栈区是用来存放局部变量、形式参数和临时性的变量等
堆区是用来存放malloc、calloc、realloc和free开辟和 *** 作的空间。
而int arr[10] = { 0 }这是在栈区上申请40个字节，通过int* pa = (int*)malloc(40)申请的空间则在堆区上，malloc申请的空间如果不够大，可以调整，而在栈区申请的空间大小不能随便乱动。
上面代码中虽然最后没有free(释放)掉申请的空间，但是并不意味着内存空间会泄露，当程序退出的时候，系统会自动回收内存空间的。
内存泄漏：这块空间分配给你，你用完之后不还回，这时这块空间你不用了你也不还，别人也不用不上了，如果永远不还，就意味着永远也拿不到该空间，这就意味着这块空间丢了，也就是内存泄漏
和malloc相关的函数是free，专门是用来做动态内存的释放和回收的，函数原型如下：
void free (void* ptr)
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free函数用来释放动态开辟的内存。
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(error)。
如果参数 ptr 是NULL指针，则函数什么事都不做。
int main()
{
int* pa = (int*)malloc(40)
if (pa == NULL)
{
printf("%s\n", strerror(errno))
return 1
}
//正常使用完后释放，相当于把该内存空间
//还给 *** 作系统了
free(pa)
//然后把pa赋值为空指针
//这是因为虽然释放了该内存块
//但是pa依然记得这块空间的起始地址
//所以要让pa彻底“失忆”
//不让它在指向这块空间
pa = NULL
return 0
}
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2.2 calloc
除了malloc，还提供了一个函数叫 calloc， calloc 函数也用来动态内存分配。原型如下：
//返回类型：void*指针，参数：要开辟数据的个数，数据大小所占的字节数
void* calloc (size_t num, size_t size)
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函数的功能是为 num 个大小为 size 的元素开辟一块空间，并且把空间的每个字节初始化为0。
与函数 malloc 的区别只在于 calloc 会在返回地址之前把申请的空间的每个字节初始化为全0。
比如：
#include <string.h>
#include <errno.h>
#include <stdlib.h>
int main()
{
//开辟40个字节的空间
int* pa = (int*)calloc(10, sizeof(int))
//如果为NULL表示开辟失败
//打印错误信息结束程序
if (pa == NULL)
{
printf("%s\n", strerror(errno))
return 1
}
for (int i = 0i <10++i)
{
printf("%d ", pa[i])
}
free(pa)
pa = NULL
return 0
}
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在这里插入图片描述
calloc = malloc + memset.
2.3 realloc
realloc函数的出现让动态内存管理更加灵活。
有时会我们发现过去申请的空间太小了，有时候我们又会觉得申请的空间过大了，那为了合理的时候内存，我们一定会对内存的大小做灵活的调整。那 realloc 函数就可以做到对动态开辟内存大小的调整。
函数原型如下：
void* realloc (void* ptr, size_t size)
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ptr 是要调整的内存地址
size 调整之后新大小
返回值为调整之后的内存起始位置。
这个函数调整原内存空间大小的基础上，还会将原来内存中的数据移动到新的空间。
比如说：
int main()
{
int* pa = (int*)malloc(40)
if (pa == NULL)
{
printf("%s\n", strerror(errno))
return 1
}
//赋值1~10
for (int i = 0i <10++i)
{
*(pa + i) = i + 1
}
//这时空间不够用了
//使用realloc来扩容
//把要调整空间的起始地址
//和增添后的空间总大小传参
//原来大小40，再增加40，所以是80
realloc(pa, 80)
//那么这个函数在内存中是怎么工作的？
//下面解释
return 0
}
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realloc在调整内存空间的是存在两种情况：
情况1：原有空间之后有足够大的空间
情况2：原有空间之后没有足够大的空间
画图解释两种情况：
在这里插入图片描述
第二种情况，返回的新地址可以直接在赋值给pa吗？
其实是不可以的，如果realloc函数扩容失败了，返回了一个空指针赋值给了pa，pa本来还是指向原来的空间，结果为NULL之后连原来的空间都找不到了，因此正确的做法为：
int* ret = (int*)realloc(pa, 80)
if (ret != NULL)
{
pa = ret
}
//使用..
free(pa)
pa = NULL
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做一个小转换就可以了，这样pa得到的才是有效的地址。
realloc(NULL, 40) == malloc(40)
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如果频繁地开辟动态内存，会造成内存和内存之间存在空隙，也就是内存碎片化，如果这个碎片没有好好利用，就会导致内存的利用率和效率的下降。
效率下降是因为申请空间是在堆区上申请的，而堆区是 *** 作系统管理的，所以使用malloc等函数申请空间是调用 *** 作系统提供的接口，然后去堆区上申请空间，每次申请都要打断 *** 作系统的执行，然后让 *** 作系统帮我们去申请 ，而申请是需要浪费时间的，所以频繁的申请会导致效率的下降.
3. 常见的动态内存错误
对NULL指针的解引用 *** 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)
p = NULL
}
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合理的修改应该是对p进行判断：
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <errno.h>
void test()
{
int* p = (int*)malloc(INT_MAX / 4)
if (p == NULL)
{
printf("%s\n", strerror(errno))
//报错打印错误信息
return 1
//然后结束程序
}
*p = 20
free(p)
p = NULL
}
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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 = 0i <= 10i++)
{
*(p + i) = i
}
free(p)
p = NULL
}
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一共就开辟了10个整形大小的空间，而循环访问到了第11个元素，即使是动态开辟的内存，也不能越界，因此循环条件该为 i<10即可。
对非动态开辟使用free释放
void test()
{
int a = 10
int* p = &a
free(p)//ok?
p = NULL
}
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此时运行程序会崩溃，因为p所指向的空间是栈区上的，并不是动态开辟的，free所释放的空间一定是malloc、calloc和realloc所开辟的。
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
p = NULL
}
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当对指针p进行++ *** 作后，p就改变了，不再指针这块空间的起始地址，因此最后释放p会导致程序崩溃。
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
p = NULL
}
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这也会导致程序崩溃，第一次释放已经把p所指向的空间还给 *** 作系统了，但是p存放的还是刚才那块空间的起始地址，是个野指针，结果又释放一次，这下给编译器整不会了，我都帮你释放了呀，你咋还让我释放，那我就报错。所以要么释放一次p，要么释放一次把p置为空指针，然后再释放一次也不会有什么影响。
动态开辟内存忘记释放(内存泄漏)
void test()
{
int* p = (int*)malloc(100)
int flag = 0
scanf("%d", &flag)
if (flag == 1)
{
return
}
free(p)
p = NULL
}
int main()
{
test()
return 0
}
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貌似逻辑没有什么问题，但是这段代码存在内存泄露的隐患，在test函数里，如果flag输入了一个1，那么函数调用直接结束,下面的释放和置空永远都没有机会执行，返回到主函数，test的栈空间销毁，那么p所指向的空间，程序就再也找不到了，那就意味着这块空间泄露了。
这里的泄露并不是说真实的物理内存不见了，而只是临时分配给程序的那部分空间不见了，程序关闭会自动回收。
忘记释放不再使用的动态开辟的空间会造成内存泄漏。
动态开辟的空间一定要释放，并且正确释放 。
4. 几个经典的笔试题
请问以下题目中运行Test 函数会有什么样的结果：
void GetMemory(char* p)
{
p = (char*)malloc(100)
}
void Test(void)
{
char* str = NULL
GetMemory(str)
strcpy(str, "hello world")
printf(str)
}
int main()
{
Test()
return 0
}
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首先调用Test函数，创建一个指针变量str并赋值为NULL，然后调用函数GetMemory，参数为str，那么形参也要创建也一个指针变量p来接收，p也是一个空指针，然后用malloc函数来开辟一块100个字节的空间，并把这块空间的起始地址交给p来维护，因为形参只能在本函数内部使用，出了函数形参p销毁，但是malloc开辟的空间并不会销毁。
该函数调用完毕后回到Test，因为是传值调用，并没有传str的地址，所以 *** 作形参并不会改变实参，此时的str还是一个空指针，下面紧接着对空指针str进行字符串拷贝程序会崩溃，因为空指针没办法解引用 *** 作，所以最后printf会打印空，至此程序结束，而GetMemory函数内部用malloc开辟的空间也找不到了，所以也就永远没办法进行释放，这就导致了内存泄漏。
简单来说上述代码有两个问题：1. 解引用空指针崩溃，存在内存泄漏。
修改：GetMemory取出str的地址传参，形参用二级指针接收，然后解引用一次找到str，用str来维护malloc开辟的空间，最后使用完毕释放str，置空。
-----------------分割线------------------
char* GetMemory(void)
{
char p[] = "hello world"
return p
}
void Test(void)
{
char* str = NULL
str = GetMemory()
printf(str)
}
int main()
{
Test()
return 0
}
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首先调用Test函数，创建指针变量str并赋值为NULL，然后然后调用GetMemory函数，该函数内部创建数组p，然后返回p也就是数组首元素地址，出了函数数组p的空间就销毁了，此时把这块空间的地址赋值给str时，str的所指向的空间的内容是未知的，因为销毁后空间还给了 *** 作系统，所以里面的内容如果被其它数据使用覆盖了，那么内容是未知的，也有可能没覆盖。所以如果没有被覆盖，可以打印出hello world，否者打印乱码。
因此该程序的问题是返回了局部变量的地址，出了作用域销毁后返回了一个野指针。
-----------------分割线------------------
void GetMemory(char** p, int num)
{
*p = (char*)malloc(num)
}
void Test(void)
{
char* str = NULL
GetMemory(&str, 100)
strcpy(str, "hello")
printf(str)
}
int main()
{
Test()
return 0
}
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这题和上面的第一题相似，只有一个问题就是使用完后没有free掉这块空间，这就导致函数调用完毕后再也无法找到str所指向的那块空间了，也就相当于内存泄漏。
修改：free(str)str = NULL
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void Test(void)
{
char* str = (char*)malloc(100)
strcpy(str, "hello")
free(str)
if (str != NULL)
{
strcpy(str, "world")
printf(str)
}
}
int main()
{
Test()
return 0
}
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当free掉这块空间后，此时str依然指向那块内存空间的起始地址，但也是一个野指针，str != NULL为真进入if语句后，对野指针指向的地址进行字符串拷贝，因为那块空间已经不属于我们了，会造成非法访问，所以程序会崩溃。
也是一个野指针问题。
修改：在free后要及时把该指针置空即可。
二、 1. I love China! printf("we are students.\n") 2. 6 项目实训题参考答案 1．编写一个C程序，输出以下信息： * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * I am a student! * * * * * * * * * * * * * * * * * * * *main() { printf("********************\n") printf(" I am a student!\n ") printf("********************\n")} 2222．．．．已知立方体的长、宽、高分别是10cm、20cm、15cm，编写程序，求立方体体积。 解：main() { int a,b,c,v a=10 b=20 c=15 v=a*b*c printf("v=%d",v)} 本程序运行结果为: v=3000 第第第第2章章章章 编制编制编制编制C程序的基础知识程序的基础知识程序的基础知识程序的基础知识 一 选择题 C B A B A C C 二 *** 作题 2 21. 3，2，-8，23.000000，2.500000，-8.000000 2. ABC DE FGH why is 21+35 equal 52 3. 3 1 4 3 2 3 1 2 4. aa bb cc abc A N项目实训题 1．定义一个符号常量M为5和一个变量n值为2，把它们的乘积输出。 #define M 5 main() { int n,c n=2c=M*nprintf("%d\n",c) } 2．编程求下面算术表达式的值。 （1）x+a%3*(int)(x+y)%2/4，设x=2.5,a=7,y=4.7（2）(float)(a+b)/2+(int)x%(int)y，设a=2,b=3,x=3.5,y=2.5。 （1）main() { int a=7 float x=2.5,y=4.7printf("%f\n",x+a%3*(int)(x+y)%2/4) }（2）main() { int a=2,b=3float x=3.5,y=2.5 printf("%f\n",(float)(a+b)/2+(int)x%(int)y) 第三章第三章第三章第三章顺序结构程序设计顺序结构程序设计顺序结构程序设计顺序结构程序设计一 选择题A C D C C 二 *** 作题 1. x=3,a=2,b=3 2. z=12.700000 3. 1 2 1 a 2 1 2 三三三三．．．．编程题 编程题编程题编程题编程题 1. 某工种按小时计算工资，每月劳动时间（小时）×每小时工资=总工资，总工资中扣除10%公积金，剩余的为应发工资。编写一个程序从键盘输入劳动时间和每小时工资，打印出应发工资。 解： #include <stdio.h>main() { float sj,gz,yfgz printf("time,salary:") scanf("%f,%f",&sj,&gz) yfgz=sj*gz*0.9 printf("total salary:%f\n",yfgz)} 本程序运行结果为: time,salary:4,3<CR> total salary:10.800000 2．编写一个程序求出任意一个输入字符的ASCII码 解： #include <stdio.h>main() { char c printf("Input a string:") scanf("%c",&c) printf("%c ASCII is %d\n",c,c)} 本程序运行结果为:Input a string:a<CR> a ASCII is 97 3、编写一个程序用于水果店售货员算帐：已知苹果每斤2.50元，鸭梨每斤1.80元，香蕉每斤2元，橘子每斤1.6元，要求输入各类水果的重量，打印出应付第四章第四章第四章第四章选择结构程序设计选择结构程序设计选择结构程序设计选择结构程序设计一、略 二、B B A B C B A 三、1. 1 0 2. 2 3 2 2 3. 10 20 0 4. ch>=’A’&&ch<=’Z’||ch>=’a’&&ch<=’z’ ch>=’0’&&ch<=’9’ ch==’ ’ 5. -1 四、上机 *** 作 1. 从键盘输入一个英文字母，如果是大写字母，则将它变为小写字母输出；如果是小写字母，则将其变为大写字母输出。 #include<stdio.h>main() {char chch=getchar()if(ch>='A'&&ch<='Z') ch+=32else if(ch>='a'&&ch<='z') ch-=32putchar(ch)putchar('\n')} 2. 根据输入的x值依据下列表达式，计算y的值。 2x (x>-1) y = 3 (x=-1) 4+x (x<-1) 解： main() { float x,y scanf("%f",&x) if(x>-1)y=2*x else if(x==1) y=3 else y=4+x printf("y=%f",y)} 本程序运行结果为: -2<CR> y=2.000000 3．编写程序，输入一个整数，判断它是奇数还是偶数，若是奇数，输出“Is Odd“若是偶数，输出“Is Even“。 main() { int x scanf("%d",&x) if(x%2==0) printf("Is Even\n") else printf("Is Odd\n") } 4．设计应用程序，求二次方程ax2+bx+c=0的解。 #include<math.h>main() { float a,b,c,disc,x1,x2,p,q scanf("%f,%f,%f",&a,&b,&c) if(fabs(a)<=1e-6) printf(" The equation is not a quadratic\n") else{ disc=b*b-4*a*c if(fabs(disc)<1e-6) printf("x1=x2=%8.4f\n",-b/(2*a)) else if(disc>1e-6) {x1=(-b+sqrt(disc)/(2*a)) x2=(-b-sqrt(disc)/(2*a)) printf("x1=%8.4f,x2=%8.4f\n",x1,x2)} else { p=-b/(2*a) q=sqrt(-disc/(2*a)) printf("%8.4f+%x8.4fi\n",p,q) printf("%8.4f-%8.4fi\n",p,q)} } } 5555．．．．按托运规则，行李不超过50公斤时，运费为0.15元/公斤，如超过50公斤，超过部分的运费为0.22元/公斤，现有行李w公斤，编写一个程序计算运费。 解： #include <stdio.h>main() { float w,f,x printf("weight:") scanf("%f",&w) if(w<=50) x=0.15*w else x=0.15*50+0.22*(w-50) printf("money:%6.2f yuan\n",x)} 本程序运行结果为: weight:20<CR> money:3.00 yuan weight:60<CR> money:9.70 yuan 6. 某商场给与顾客购物的折扣率如下： 购物金额<200元 不打折 500元>购物金额>=200元 9折 1000元>购物金额>=500元 8折 购物金额>=1000元7.5折 输入一个购物金额，输出打折率、购物实际付款金额。 #include<stdio.h>main() { float x,y,realx scanf("%f",&x) if(x<=0) { printf("Error! You input a worry number!\n")y=0} else { if(x<200) y=1.0else if(x<500) y=0.9else if(x<1000) y=0.8else y=0.75} if(y!=0) {realx=x*y printf("y=%f, the realx=%5.2f\n", y,realx)} } 第五章第五章第五章第五章循环结构程序设计循环结构程序设计循环结构程序设计循环结构程序设计一、选择题 C C A A D D第六章第六章第六章第六章 数组数组数组数组 、选择题 D A D A A C C A D 二、程序阅读题 13 13 13 13 13 13第七章第七章第七章第七章函数函数函数函数一、选择题 B D C B B D A A D第第第第8888章章章章指针指针指针指针一、选择题 D A C C(D) D C D 二、填空题 1. m 2. 指针数组名 3. ABCDCD 4.49 5. 25欢迎分享，转载请注明来源：内存溢出
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