# C 动态内存分配

> 原文： [https://www.programiz.com/c-programming/c-dynamic-memory-allocation](https://www.programiz.com/c-programming/c-dynamic-memory-allocation)

#### 在本教程中，您将学习使用标准库函数：`malloc()`，`calloc()`，`free()`和`realloc()`在 C 程序中动态分配内存。

如您所知，数组是固定数量的值的集合。 声明数组的大小后，您将无法更改它。

有时，您声明的数组的大小可能不足。 要解决此问题，可以在运行时手动分配内存。 这在 C 编程中称为动态内存分配。

为了动态分配内存，使用了`malloc()`，`calloc()`，`realloc()`和`free()`这些库函数。 这些功能在`<stdlib.h>`头文件中定义。

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## C `malloc()`

名称“`malloc`”代表内存分配。

`malloc()`函数保留指定字节数的内存块。 并且，它返回`void`的[指针](/c-programming/c-pointers "C Pointers")，可以将其转换为任何形式的指针。

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### `malloc()`的语法

```c
ptr = (castType*) malloc(size);
```

**示例**

```c
ptr = (float*) malloc(100 * sizeof(float));
```

上面的语句分配了 400 个字节的内存。 这是因为`float`的大小为 4 个字节。 并且，指针`ptr`保存分配的内存中第一个字节的地址。

如果无法分配内存，则表达式将产生`NULL`指针。

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## C `calloc()`

名称“`calloc`”代表连续分配。

`malloc()`函数分配内存，并保留未初始化的内存。 而`calloc()`函数分配内存并将所有位初始化为零。

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### `calloc()`的语法

```c
ptr = (castType*)calloc(n, size);
```

**示例**：

```c
ptr = (float*) calloc(25, sizeof(float));
```

上面的语句在内存中为`float`类型的 25 个元素分配了连续的空间。

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## C `free()`

使用`calloc()`或`malloc()`创建的动态分配内存不会自行释放。 您必须显式使用`free()`释放空间。

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### `free()`的语法

```c
free(ptr);
```

该语句释放`ptr`指向的内存中分配的空间。

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### 示例 1：`malloc()`和`free()`

```c
// Program to calculate the sum of n numbers entered by the user

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

int main()
{
    int n, i, *ptr, sum = 0;

    printf("Enter number of elements: ");
    scanf("%d", &n);

    ptr = (int*) malloc(n * sizeof(int));

    // if memory cannot be allocated
    if(ptr == NULL)                     
    {
        printf("Error! memory not allocated.");
        exit(0);
    }

    printf("Enter elements: ");
    for(i = 0; i < n; ++i)
    {
        scanf("%d", ptr + i);
        sum += *(ptr + i);
    }

    printf("Sum = %d", sum);

    // deallocating the memory
    free(ptr);

    return 0;
}

```

在这里，我们为`n`个`int`的数量动态分配了内存。

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### 示例 2：`calloc()`和`free()`

```c
// Program to calculate the sum of n numbers entered by the user

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

int main()
{
    int n, i, *ptr, sum = 0;
    printf("Enter number of elements: ");
    scanf("%d", &n);

    ptr = (int*) calloc(n, sizeof(int));
    if(ptr == NULL)
    {
        printf("Error! memory not allocated.");
        exit(0);
    }

    printf("Enter elements: ");
    for(i = 0; i < n; ++i)
    {
        scanf("%d", ptr + i);
        sum += *(ptr + i);
    }

    printf("Sum = %d", sum);
    free(ptr);
    return 0;
} 
```

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## C `realloc()`

如果动态分配的内存不足或超出要求，则可以使用`realloc()`函数更改先前分配的内存大小。

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### `realloc()`的语法

```c
ptr = realloc(ptr, x);
```

在此，以新的大小`x`重新分配`ptr`。

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### 示例 3：`realloc()`

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

int main()
{
    int *ptr, i , n1, n2;
    printf("Enter size: ");
    scanf("%d", &n1);

    ptr = (int*) malloc(n1 * sizeof(int));

    printf("Addresses of previously allocated memory: ");
    for(i = 0; i < n1; ++i)
         printf("%u\n",ptr + i);

    printf("\nEnter the new size: ");
    scanf("%d", &n2);

    // rellocating the memory
    ptr = realloc(ptr, n2 * sizeof(int));

    printf("Addresses of newly allocated memory: ");
    for(i = 0; i < n2; ++i)
         printf("%u\n", ptr + i);

    free(ptr);

    return 0;
}
```

运行该程序时，输出为：

```c
Enter size: 2
Addresses of previously allocated memory:26855472
26855476

Enter the new size: 4
Addresses of newly allocated memory:26855472
26855476
26855480
26855484
```