堆内存操作

之前说到的栈中的局部变量会随所在函数的调用结束而被立即释放，存储在数据段的静态数据会一直占用内存直至进程退出；但堆内存的分配和释放完全由用户控制，堆内存的存储期从malloc()/calloc()/realloc()开始，到free()结束。

申请内存地函数:

功能  ：在堆中申请一块大小为size的连续内存

头文件：#include <stdlib.h>

原型  ：void *malloc(size_t size)

参数  ：size 为申请内存的大小

返回值：成功返回申请内存的基地址，失败返回NULL

说明  ：该函数申请的内存是未初始化的。

功能  ：在堆中申请一个具有n个元素的匿名数组，每个元素大小为size。

头文件：#include <stdlib.h>

原型  ：void *calloc(size_t n , size_t size)

参数  ：n 元素个数，size为元素的长度。

返回值：成功返回申请内存的基地址，失败返回NULL

说明  ：该函数申请的内存将初始化为0。

功能  ：扩展指定堆内存的大小

头文件：#include <stdlib.h>

原型  ：void realloc(voi * p , size_t size)

参数  ：p 为所指定内存，size为扩展后内存的长度。

返回值：成功返回扩展后内存的基地址，失败返回NULL

说明  ：该函数申请的内存将初始化为0。

功能  ：将指针指向的堆内存释放

原型  ：void free(void *p)

返回值:无

常见的内存错误及其对策

发生内存错误是件非常麻烦的事情。编译器不能自动发现这些错误，通常是在程序运行时才能捕捉到。而这些错误大多没有明显的症状，时隐时现，增加了改错的难度。常见的内存错误及其对策如下：

1、内存分配未成功，却使用了它。

常用解决办法是，在使用内存之前检查指针是否为NULL。如果指针p是函数的参数，那么在函数的入口处用assert(p!=NULL)进行检查。如果是用malloc或new来申请内存，应该用if(p==NULL) 或if(p!=NULL)进行防错处理。

2、内存分配虽然成功，但是尚未初始化就引用它。

犯这种错误主要有两个起因：一是没有初始化的观念；二是误以为内存的缺省初值全为零，导致引用初值错误（例如数组）。内存的缺省初值究竟是什么并没有统一的标准，尽管有些时候为零值，我们宁可信其无不可信其有。所以无论用何种方式创建数组，都别忘了赋初值，即便是赋零值也不可省略，不要嫌麻烦。

3、内存分配成功并且已经初始化，但操作越过了内存的边界。

例如在使用数组时经常发生下标“多1”或者“少1”的操作。特别是在for循环语句中，循环次数很容易搞错，导致数组操作越界。

4、忘记了释放内存，造成内存泄露。

含有这种错误的函数每被调用一次就丢失一块内存。刚开始时系统的内存充足，你看不到错误。终有一次程序突然死掉，系统出现提示：内存耗尽。

动态内存的申请与释放必须配对，程序中malloc与free的使用次数一定要相同，否则肯定有错误（new/delete同理）。

5、释放了内存却继续使用它。
　
（1）程序中的对象调用关系过于复杂，实在难以搞清楚某个对象究竟是否已经释放了内存，此时应该重新设计数据结构，从根本上解决对象管理的混乱局面。
（2）函数的return语句写错了，注意不要返回指向“栈内存”的“指针”或者“引用”，因为该内存在函数体结束时被自动销毁。
（3）使用free或delete释放了内存后，没有将指针设置为NULL。导致产生“野指针”。