什么是内存的动态分配

还记得我们之前讲过的全局变量和局部变量吗？全局变量是分配在内存中的静态存储区的，非静态的局部变量（包括形参）都是分配在内存的动态存储区的。我们称上面的存储区为 栈 (stack) 。
除此之外，C 语言还允许建立内存动态分配区域，存放一些临时用的数据，这些数据：

不必在程序的声明部分定义；
不必等到函数结束时才释放；
需要时开辟，不需要时随时释放；

这些数据是临时存放在一个特别的自由存储区，称之为堆 ( haap)。

我们可以根据需要，随时向系统申请所需大小的空间，但是我们没有声明他们是变量还是数组，也没有名字，所以我们只能通过指针来引用这些数据。

建立内存的动态分配

清楚了什么是动态分配之后呢，我们来看看如何建立这么一个叫做堆的区域。
我们对内存的动态分配，主要是通过系统功能提供的库函数来实现的，主要有malloc , calloc , free , realloc 这4个。

malloc 函数

函数原型：

void * malloc( unsigned int size);

malloc 的作用是在内存的动态存储区域分配一个长度为 size 的连续空间。
形参 size 表示为无符号整型(unsigned)，即不能为负数。
此函数的返回值是所分配区域的第一个字节的地址。
因为此函数是一个指针型函数，返回的是一组地址，地址是该分配区域的开头位置。

1	malloc (100); //分配一个100字节长度的连续空间，函数值为该空间第1个字节的地址

这个指针的基类型是 void，即这个指针不指向任何类型的数据，只提供一个地址。如果执行失败（内存空间不足）则返回空指针。

注意
这里的函数是一个基类型为 void 的指针函数，void 的意思是这个指针函数的指针不指向任何数值，只返回一个地址。
这里的 void 不是函数返回值的类型，是只该指针函数的指针指向的数据的类型。切记！

calloc 函数

函数原型：

void * calloc(unsigned n , unsigned size);

calloc 的作用是在内存的动态存储区域中分配 n 个长度为 size 的连续空间，这个空间一般比较大，足以保存一个数组。

用 calloc 函数可以为一维数组开辟动态存储空间，n 为数组元素个数，每个元素长度为size。这就是动态数组。

这个指针的基类型是 void，即这个指针不指向任何类型的数据，只提供一个地址。如果执行失败（内存空间不足）则返回空指针。

1	p=calloc(50,4); //开辟一个50X4个字节的临时分配域，把起始地址赋给指针变量 p。

free 函数

其函数原型为：

void free (void *p);

free 的作用是释放指针变量 p 所指向的动态空间，使这部分空间能重新被其它变量使用。

1	free(p); //p 应该是最近一次调用calloc 或 malloc 函数时得到的函数返回值

free 无返回值。

realloc 函数

函数原型：

void realloc (void p, unsigned int size);

realloc 函数的作用是，如果通过 malloc 或者 calloc 函数获得了动态空间，想改变其大小，可以用 realloc 重新分配。

1	realloc(p,50); //重新将指针 p 所指向的已分配的动态空间改为50字节

注意
以上的 4 个库函数在 stdlib.h 头文件中，需要使用时，需要使用 #include <stdlib.h> 引入到程序中。

Void 指针类型

上面我们操作内存动态分配的函数，都是基类型为 void 的指针。即我们可以定义一个基类型为 void 的指针变量，它不指向任何类型的数据。

请注意，不要把 void 理解为可以指向任何类型的数据，void 表示的是不指向任何类型的数据。

举一些例子

int a=3;  // 定义了一个整型变量a，并赋值为3
int *p1=&a;  //将变量 a 的地址赋值给指针变量 p1
char *p2;  //定义了一个指向字符型数据的指针 p2
void *p3;  // 定义了一个不指向任何数据的指针 p3
p3= (void *)p1;  //将 p1 的值转换为 void * 并传递给 p3
//也就是说，只要 p1 里面存储的地址，并不指向 a，知识记住了地址
p2=(char *)p3;  //这里把 p3的值转换为 char * 并传递给 p2
//p2 是 char 型，所以要先把 p3 的地址，转换为 char*型
printf("%d",*p3);  //这是错误的，虽然 p3 存储着 a 的地址，但并不指向a，所以无法输出。

如果吧：

1	void *p3=&a; //这里p3会获得 a 的纯地址，但并不指向a

综合例子

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main(){
    void check(int *p);
    int *p;  //定义了一个整型指针变量 p
    p=(int *)malloc(3*sizeof(int));  //定义了3个整型字节的动态存储空间，并且转换成了int * 型
    printf("请输入三个成绩：\n");
    for(int i=0;i<3;i++){
        scanf("%d",p+i);
    }
    check(p);
    return 0;
}

void check(int *p){
    int i;
    printf("这些成绩不及格：\n");
    for(i=0;i<3;i++){
        if(p[i]<60){
            printf("%d\t",p[i]);
        }
    }
}

声明空间并转换称为指定类型空间。

1	p=(int )malloc(3sizeof(int));

因为我们声明的这些空间是要存放 int 型数据的
所以，我们使用 sizeof(int) 先获取了一下系统中整数的字节数，因为是 3 个学生的成绩，所以乘以了3。
我们知道 malloc 获取的空间是没有指向任何类型的，所以我们要把这段空间转换为 int 型，就在前面加一个 (int ) 表示转换指针类型为 int 型。

可以这么理解，要把指针转换成什么类型，就：
(类型名 *) 指针名

尾巴

这是我的个人学习笔记，主要是应付考研复习使用，充斥着一些吐槽和个人观点，并不严谨，欢迎大家参考、指正。