为什么我们需要在 C 中为数组使用 malloc() 或任何其他动态内存？

Question

考虑C 中的这些代码：

int n;  
scanf("\n%d ",&n);  
int arr[n];

和这个。

int n;
scanf("\n%d ",&n);
int *p = (int *)malloc(n*sizeof(int));  

为什么我们首先需要为此进行动态内存分配？
第一个代码不是动态内存分配，因为数组是在运行时创建的？

我什么时候应该使用 malloc()？

Answer 1

int arr[n]; 在堆栈上分配内存。 它会自动分配，然后在块的末尾解除分配。 无法从函数安全地返回指向堆栈内存的指针。

考虑一下。

#include <stdio.h>

char *make_array() {
    int n;  
    scanf("%d",&n);

    // Memory for `arr` is allocated on the stack.
    char arr[n];

    // And then deallocated when the function exits.
    // A good compiler and editor will warn you if you try
    // to return it.
    return arr;
}

int main() {
    // This pointer is to memory which has already been freed. Other things
    // will overwrite it.
    char *arr = make_array();

    arr[0] = 'c';
    arr[1] = '\0';

    // This could be the letter c, but it's probably gibberish.
    puts(arr);
}

如果您需要内存超过当前函数的生命周期，则需要使用malloc将其分配到堆上并malloc管理。

Answer 2

只是为了确保您理解：

当“函数调用函数”时，它们的局部变量存储在称为“堆栈”的内存区域中，之所以如此命名，是因为它的工作方式类似于下推式 LIFO 堆栈。 当进入一个函数时，堆栈会增长。 当函数返回时，它会收缩。 如果一个函数递归调用自身，则不会出现混淆，因为每个实例在堆栈上都有自己的区域。

malloc() “应请求”从称为“堆”的不同区域分配内存，之所以如此命名是因为它没有特定的内置组织。 这些内存区域是使用“指针”间接引用的，指针是其值被理解为内存地址的变量。

“C”语言允许您在使用指针时方便地使用“数组表示法”，就像它在堆栈上分配的局部变量一样。

Answer 3

int n;  
scanf("\n%d ",&n);  
int arr[n];

如果它有效，那么这意味着您使用的编译器仍然将其解释为“DMA” ，唯一的区别是它会在范围结束时被释放，但我认为这对 C 来说不是一个好习惯。

Answer 4

int n;  
scanf("\n%d ",&n);  
int arr[n];

其中n是运行时动态值（在本例中是这样）在旧版本的 C 中不受支持，这要求n是整数常量表达式。

现代版本的 C 已经解除了这个限制，允许动态大小的数组（可变长度数组，或 VLA），但与旧的固定大小的数组不同，VLA 有限制。

不允许跳过它们（使用break / continue / goto ），它们可能不是异步信号安全的，如果它们太大，它们会使您的程序崩溃，并且它们通常会生成比普通旧代码更大的代码本地数组。

此外，因为它们是本地的，您不能将指向它们的指针返回给您的调用者。

大小限制是他们最大的限制之一。 VLA 是从调用堆栈中划分出来的，它通常只有几千/兆字节大，如果超出此限制，您通常会遇到未诊断的崩溃。

malloc的内存没有这样的限制， malloc失败通过返回的NULL清楚地报告，并且因为malloc的内存对进程来说是全局的，您可以将指向它的指针传回给您的调用者。

`