C（五）：向内存借一块地——动态内存管理

有时候，程序要用的空间大小，得等跑起来才知道——比如用户临时输入要存多少个数字。这时候，就要向内存「借」一块刚刚好的地，用完再还回去。这就是动态内存管理。

内存区域示意图：栈区、堆区、静态区 — 动态内存住在「堆区」，由程序员用 malloc / calloc / realloc / free 亲自管理

三个"借地"函数

malloc：借一块不打扫的房间

void* malloc(size_t size);   // 申请，但不初始化

int* p = (int*)malloc(n * sizeof(int));
if (p == NULL) { perror("malloc"); return 1; }   // 一定要检查返回值

calloc：借一块还帮你打扫的房间

void* calloc(size_t num, size_t size);   // 申请并初始化为 0
// calloc == malloc + 初始化

realloc：房间不够大，帮你搬家扩容

void* realloc(void* p, size_t size);
// 情况1：原地后面的空间够 → 直接返回新地址
// 情况2：不够 → 把数据拷贝到新地方，返回新地址，释放旧地址

int* p2 = realloc(p1, 10 * sizeof(int));
if (p2 == NULL) { ... }   // 失败时 p1 还活着，别急着丢
p1 = p2;

free 的温柔约定

借了地，用完一定要还——这是和内存之间最重要的约定：

free 只能释放 malloc / calloc / realloc 申请的空间，而且必须传回它最初的起始地址。释放后要把指针手动置成 NULL，才不会变成危险的「野指针」。

六个经典的翻车现场

① 对 NULL 指针解引用
② 对动态开辟空间越界访问
③ 对非动态内存用 free
④ 用 free 释放动态空间的一部分
⑤ 同一块内存释放多次
⑥ 忘了释放 → 内存泄漏

一个踩坑无数的笔试题

void GetMemory(char* p) {
    p = (char*)malloc(100);   // 只改了形参，实参 str 还是 NULL！
}
void Test(void) {
    char* str = NULL;
    GetMemory(str);
    strcpy(str, "hello world");  // 对空指针拷贝 → 崩
}

正确姿势有两个：用二级指针传地址，或直接用返回值把地址带回来。

柔性数组：结构体的小尾巴

C99 允许结构体的最后一个成员是一个大小未知的数组，它就像一条可以随时伸缩的小尾巴：

struct S {
    int n;
    char c;
    char arr[];   // 柔性数组成员
};

它不占 sizeof，只能通过动态内存分配来使用。好处有两个：一是一次性分配、释放也只需一个 free，二是连续内存访问更快，还减少内存碎片。

✿ 摘要

动态内存住在堆区，由 malloc / calloc / realloc / free 管理。
malloc 不初始化，calloc 初始化为 0，realloc 扩容搬家。
使用后必须 free，并置 NULL；free 只认 malloc 家族、只认起始地址。
常见错误：空指针解引用、越界、重复释放、内存泄漏等六种。
柔性数组是结构体尾部的大小可变数组，方便整体分配与释放。

愿当下的花如你所见般美丽

可爱喵~