目录

• 1. 前言
• 2. 原理
• 3. malloc和calloc介绍
• • 3.1 malloc函数
  • 3.2 calloc函数
  • 3.3 free函数
  • 3.4 注意事项
• 4. 代码演示
• • 4.1 动态创建一维数组
  • 4.2 动态创建二维数组
• 5. 总结

1. 前言

C语言不允许直接使用 arr[n] 来声明一个数组，但是借助malloc和calloc函数就可以实现动态创建数组。

2. 原理

先来看看符合C语言标准的数组定义：int arr[10];这个语句中包含了：“类型说明符” “数组名”和“常量（表达式）”三个信息，编译器拿到这三个信息之后会向系统申请所需要的内存，之后就可以通过“数组名”来使用这块内存空间。

动态创建数组就是把“常量（表达式）” 替换成 “变量（表达式）”，但是编译器不会自动帮我们完成这项任务，所以，只需要手动申请一段内存空间，然后通过指针访问这段内存空间就可以实现动态创建数组了。

在C语言中可以使用malloc和calloc函数手动申请内存。

3. malloc和calloc介绍

3.1 malloc函数

• malloc的原型为：void *malloc(size_t size); 参数就是需要分配的内存字节数。
• 如果内存池内的可用内存满足需求，malloc就返回一个指向被分配的内存块起始位置的void * 类型的指针。正因为返回是一个 void * 类型的指针，所以它可以将其转换成任意类型。
• 当内存池中的容量不足以满足malloc的申请时，malloc会返回NULL 指针。

3.2 calloc函数

• calloc的原型为：void *calloc(size_t num_elements, size_t element_size); 第一个参数是 元素的个数，第二个参数是 单个元素的字节数。
• calloc除了参数与malloc不同外最大的区别就是：calloc将分配的内存都初始化为0了，而malloc没有初始化。除此之外，两个函数是相同的。

3.3 free函数

• free的原型为：void free(void *pointer);
• 每当手动分配的内存不再使用时，都应该调用free函数归还分配的内存空间

3.4 注意事项

1. 由于申请内存空间时，我们无法保证可用的内存空间一定能满足我们的需求，所以，一定要对返回值进行检查，确保返回值不会是一个NULL指针。
2. malloc和calloc都被定义在<stdlib.h >头文件里。
3. 在使用过程中一定要注意边界问题，不要越界，否则很有可能在free时报错。万一有编译器不报错，这样可能会导致很严重的问题。

4. 代码演示

4.1 动态创建一维数组

创建长度为n的数组

   #include <stdio.h>
   #include <stdlib.h>
   
   int main()
   {
       int n;
       int *arr;
       scanf("%d", &n);
       
       //arr = (int *)calloc(n, sizeof(int));
       if (arr = (int *)malloc(n * sizeof(int)) == NULL)
       {
        	printf("error\n");
           exit(1);
       }
       /*
       	中略
       */
       
       free(arr);
       
       return 0;
   }

4.2 动态创建二维数组

创建大小为m × n的二维数组

	#include <stdio.h>
    #include <stdlib.h>
    
    int main()
    {
        int m, n;
    	int** arr;
    
   		scanf("%d%d", &m, &n);
		// 二维数组需要由外而内依次创建
    	if (arr = (int**)malloc(m * sizeof(int*)) == NULL)
 		{
         	exit(1);   
        }
        for (int i = 0; i < m; i++)
    	{
        	if (arr[i] = (int*)malloc(n * sizeof(int)) == NULL)
            {
                exit(1);
            }
    	}
        
    	/*
    		中略
    	*/
     	// 释放内存时需要由内而外依次释放
    	for (int i = 0; i < m; i++)
    	{
        	free(arr[i]);
    	}
    	free(arr);
        
        return 0;

5. 总结

更高维的数组与二维数组类似，只要遵循：申请时由外而内，释放时由内而外即可。

本文仅为个人的学习总结，如有错误还请指教。