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动态存储

动态存储用于在程序运行时按需申请和释放内存。C 语言中常用 malloc、calloc、realloc 和 free 管理堆内存。

一、栈和堆​

区域特点
栈自动分配和释放，适合局部变量
堆手动申请和释放，适合动态数据

栈空间通常较小，大对象或生命周期不确定的数据应考虑放在堆上。

二、malloc​

int *arr = malloc(sizeof(int) * 10);
if (arr == NULL) {
    return 1;
}

free(arr);
arr = NULL;

malloc 不会初始化内存内容。

三、calloc​

int *arr = calloc(10, sizeof(int));

calloc 会把申请到的内存初始化为 0。

四、realloc​

int *new_arr = realloc(arr, sizeof(int) * 20);
if (new_arr != NULL) {
    arr = new_arr;
}

注意不要直接写：

arr = realloc(arr, new_size);

如果失败，原指针会丢失，导致内存泄漏。

五、free​

free 用于释放堆内存。

注意：

  • 只能释放动态申请的内存；
  • 同一块内存不能释放两次；
  • 释放后指针最好置为 NULL；
  • 释放后继续访问会导致悬空指针问题。

六、常见错误​

  • 内存泄漏；
  • 重复释放；
  • 越界访问；
  • 使用未初始化内存；
  • 释放栈内存；
  • realloc 使用错误；
  • 指针释放后继续使用。

七、调试建议​

  • 编译时打开警告。
  • 使用 AddressSanitizer。
  • 使用 Valgrind。
  • 每个 malloc 都要有对应 free。
  • 明确内存所有权。

八、练习​

  • 动态创建数组。
  • 实现动态扩容顺序表。
  • 实现链表插入和删除。
  • 检查程序是否存在内存泄漏。