我什么时候应该使用动态 memory 分配？

Question

我正在学习 C 中的malloc 、 calloc 、 free和realloc ，但我不知道什么时候应该使用这些功能。

例如：如果我想在 C 中创建一个创建数组的程序，并且它的大小由用户输入确定：

   int n;
   printf("Enter THe Number of element in Array:..\n");
   scanf("%d",&n);
   int x[n];
   for(int i = 0 ; i < n ; i++)
   {

       x[i] = i+ 1;
   }
      for(int y = 0 ; y < n ; y++)
   {

       printf("%d\n",x[y]);
   }

output：

Enter THe Number of element in Array:..
5
1
2
3
4
5

所以在这里我创建了这个程序，没有使用动态 memory 分配，这让我的事情变得更加复杂。

Answer 1

堆通常比用于容纳自动变量的区域和 static 存储区域（全局变量）大得多。

因此，您可以在以下情况下使用动态分配：

1. 需要分配memory，使用后释放
2. 当您需要更改分配的 memory 的大小时。
3. 当您需要 memory 时，它将在一个任务/函数中分配，然后传递给另一个任务/函数并在 scope 终止后使用
4. 您需要分配一大块 memory。

但在你的例子中

int x[n];

不是动态分配。 您只需分配具有大小设置运行时的自动数组。 你不能改变它的大小，当你退出 scope 时你也不能使用它，因为它的生命周期绑定到它定义的 scope。

Answer 2

您的示例使用了一种称为variable-length array的东西，它在某些情况下可以替代动态 memory 。 但是，并非所有版本的 C 都支持 VLA（它们在 1999 年修订版中首次引入，并在 2011 年修订版中成为可选），它们不能是struct或union类型的成员，也不能在文件中用作“全局变量” scope。 与固定大小的 arrays 一样，一旦您退出其封闭的 scope（即块或函数），它们的存储就会被释放。 它们通常不能任意大。

在以下情况下，您将使用动态 memory （ malloc 、 calloc或realloc ）：

• 需要分配一大块memory；
• 您需要能够扩大或缩小 memory；
• 您需要 memory 持续超过分配它的 function 的生命周期；

Answer 3

一个（实际上是非常常见的）情况是，使用在本地分配的 memory（通常但不一定在堆栈上），如您的示例所做的那样，如果 memory 是在 ZC1C425268E68385D1AB5074FC1 内部分配的，则该 memory 将不起作用当 function 返回时，memory 将被重置或“丢失”。

在这种情况下，您需要使用malloc （或相关）调用动态分配 memory（在堆上）。 这样分配的 Memory 将是“全局的”，并且可以被程序的任何其他部分访问（只要它具有指针），直到通过调用free() function显式释放它。

这是一个例子：

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

int* newArray(int n)
{
//  int x[n]; // Won't work: This is local (stack) memory that is lost on return
    int* x = malloc(n * sizeof(int)); // Works: This is global (heap) memory
    return x;
}

int main()
{
    int n;
    printf("Enter The Number of Elements in Array: ");
    scanf("%d", &n);
    int* x = newArray(n);
    for (int i = 0; i < n; i++) {
        x[i] = i + 1;
    }
    for (int y = 0; y < n; y++) {
        printf("%d\n", x[y]);
    }
    free(x); // You MUST free memory that you've allocated with malloc
    return 0;
}

（您可以尝试取消注释“不会工作”行并注释掉“工作”行，自己看看。）

Answer 4

您可以使用动态 memory 分配在运行时分配变量，并且您应该遵循一些步骤，您需要使用此分配 memory

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

并在使用后释放它

free(x);