C 语言动态内存管理：calloc、malloc 与 free 完全解析

本章讲解 C 语言动态内存管理。C 语言提供多个内存分配和管理函数，定义在 <stdlib.h> 头文件中。

动态分配内存

编程时若明确数组大小，可直接定义数组。如存储人名，最长 100 字符：

char name[100];

但若无法预知所需文本长度（如存储详细描述），需定义字符指针，后根据需求动态分配：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
int main() {
    char name[100];
    char *description;
    strcpy(name, "Zara Ali");
    /* 动态分配内存 */
    description = malloc(200 * sizeof(char));
    if (description == NULL) {
        fprintf(stderr, "Error - unable to allocate required memory\n");
    } else {
        strcpy(description, "Zara ali a DPS student in class 10th");
    }
    printf("Name = %s\n", name);
    printf("Description: %s\n", description);
}

编译执行输出：

Name = Zara Ali
Description: Zara ali a DPS student in class 10th

同理可用 calloc()，只需替换 malloc：

calloc(200, sizeof(char));

动态分配让你完全控制内存大小，不像数组一旦定义大小不可更改。

调整与释放内存

程序结束时操作系统会自动释放所有程序分配的内存，但良好习惯是不再需要时主动调用 free() 释放。也可调用 realloc() 增减已分配内存块大小。下例演示 realloc() 与 free()：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
int main() {
    char name[100];
    char *description;
    strcpy(name, "Zara Ali");
    /* 动态分配内存 */
    description = malloc(30 * sizeof(char));
    if (description == NULL) {
        fprintf(stderr, "Error - unable to allocate required memory\n");
    } else {
        strcpy(description, "Zara ali a DPS student.");
    }
    /* 需存储更大描述 */
    description = realloc(description, 100 * sizeof(char));
    if (description == NULL) {
        fprintf(stderr, "Error - unable to allocate required memory\n");
    } else {
        strcat(description, "She is in class 10th");
    }
    printf("Name = %s\n", name);
    printf("Description: %s\n", description);
    /* 释放内存 */
    free(description);
}

编译执行输出：

Name = Zara Ali
Description: Zara ali a DPS student.She is in class 10th

若不重新分配额外内存，strcat() 会因 description 可用内存不足报错。