内存管理

概念说明

C 语言允许程序员主动向堆区申请和释放内存。 这让程序能处理运行时才知道大小的数据，但也意味着你要自己负责释放资源和避免非法访问。

学动态内存时，光记住函数名远远不够。 更重要的是建立“资源所有权”的意识：是谁申请的、谁负责释放、失败时怎么兜底、释放后还能不能继续使用旧地址。

还可以先区分两类常见内存：

• 自动存储区：例如普通局部变量，通常跟随作用域自动创建和销毁。
• 堆区：通过 malloc 这类接口显式申请，必须手动释放。

语法/规则

1. malloc(size) 按字节申请一块未初始化的内存。
2. calloc(count, size) 会申请并清零一块内存。
3. realloc(ptr, new_size) 用于调整原内存块大小，可能返回新地址。
4. free(ptr) 释放动态内存；释放后不应再继续使用该地址。
5. 申请内存后必须先检查返回值是否为 NULL。
6. 调整内存大小时，最好先用临时指针接收 realloc 返回值，避免原指针丢失。
7. 动态数组的字节数通常写成 元素个数 * sizeof(元素类型)，而不是手写魔法数字。

示例

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#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int main(void) {
    int *nums = malloc(3 * sizeof(int));
    if (nums == NULL) {
        return 1;
    }

    nums[0] = 10;
    nums[1] = 20;
    nums[2] = 30;

    int *tmp = realloc(nums, 5 * sizeof(int));
    if (tmp == NULL) {
        free(nums);
        return 1;
    }
    nums = tmp;

    nums[3] = 40;
    nums[4] = 50;

    printf("sum = %d\n", nums[0] + nums[1] + nums[2] + nums[3] + nums[4]);

    free(nums);
    nums = NULL;
    return 0;
}

输出结果：

1

sum = 150

常见错误

1. 申请了内存却忘记释放，造成内存泄漏。
2. free 之后继续读写同一块内存，形成 use-after-free。
3. 申请大小写错，例如忘了乘 sizeof(元素类型)，导致缓冲区过小。
4. 直接把 realloc 返回值赋给原指针，失败时把原地址也丢了。
5. 对同一块内存重复 free，或者释放了根本不是动态申请得到的地址。