創(chuàng)建和處理動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)需要用到動(dòng)態(tài)內(nèi)存分配。理論上可以分配到的內(nèi)存空間的最大值是計(jì)算機(jī)中可用的物理內(nèi)存總量或虛擬存儲(chǔ)系統(tǒng)中可用的虛擬內(nèi)存總。由于內(nèi)存要被多個(gè)應(yīng)用程序分享，大多數(shù)情況下可以分配到的最大內(nèi)存空間往往要比理論值小得多。 malloc和free以及sizeof是實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)內(nèi)存分配的基礎(chǔ)。

malloc

函數(shù)malloc以請(qǐng)求分配的字節(jié)數(shù)為實(shí)參，返回一個(gè)指向分配到的內(nèi)存空間的首地址，類型為void * 的指針（可以被賦值給任意類型的指針變量），常與sizeof運(yùn)算符配合使用。如下：

上述語句首先計(jì)算表達(dá)式sizeof（struct node）的值，以確定類型為struct node的結(jié)構(gòu)體占用空間的大小（以字節(jié)為單位），然后申請(qǐng)這樣字節(jié)大小的一塊內(nèi)存區(qū)域，并將指向這塊內(nèi)存區(qū)域的指針賦給指針變量newPtr。注意，分配到的內(nèi)存是未經(jīng)過初始化的。如果沒有可以分配的內(nèi)存，則malloc返回NULL。使用malloc時(shí)一定要測試其返回值是否為NULL。

free

函數(shù)free的功能是釋放內(nèi)存空間，即將內(nèi)存空間返還給系統(tǒng)。這樣就可以在將來某個(gè)時(shí)間被系統(tǒng)重新分配。使用如下：

當(dāng)動(dòng)態(tài)分配來的空間不再被需要時(shí)，應(yīng)用free將其返還給系統(tǒng)，如未將其返還給系統(tǒng)，將可能導(dǎo)致系統(tǒng)內(nèi)存空間過早耗盡，這個(gè)錯(cuò)誤有時(shí)被稱為內(nèi)存泄露（memory leak）。而釋放了非動(dòng)態(tài)分配而來的內(nèi)存空間則是一個(gè)錯(cuò)誤。若訪問了被釋放了的內(nèi)存空間會(huì)導(dǎo)致程序崩潰。

calloc

函數(shù)calloc原型是：

nmemb表示數(shù)組元素的個(gè)數(shù)和size表示數(shù)組元素大小，指向由calloc申請(qǐng)的一段連續(xù)的內(nèi)存空間的指針就可以被當(dāng)做一個(gè)數(shù)組下標(biāo)使用，calloc同時(shí)將數(shù)組的每一個(gè)元素都初始化為0。如果申請(qǐng)成功，函數(shù)calloc返回一個(gè)指向申請(qǐng)到的內(nèi)存空間的指針，否則返回一個(gè)NULL指針。函數(shù)calloc與malloc最根本的差別是calloc會(huì)清空其申請(qǐng)到的內(nèi)存空間，而malloc不會(huì)。

realloc

用來改變先前調(diào)用函數(shù)malloc，calloc或者realloc申請(qǐng)到的一個(gè)對(duì)象的大小。如果新申請(qǐng)到的內(nèi)存的容量大于原先申請(qǐng)到的內(nèi)存，則原先對(duì)象的內(nèi)容不會(huì)被修改。否則，只有不超過新對(duì)象大小內(nèi)容不會(huì)被修改。函數(shù)原型為：

其中兩個(gè)實(shí)參ptr為指向原先對(duì)象的指針，size為這個(gè)對(duì)象的新的長度。如果ptr為NULL，則realloc與malloc功能相同。如果size為0，而ptr不為NULL，則ptr所指的內(nèi)存空間將會(huì)被釋放。如果ptr不為NULL，而size大于0，則函數(shù)realloc將試圖為其申請(qǐng)一塊新的內(nèi)存空間。如果申請(qǐng)失敗，則ptr指向的對(duì)象不會(huì)被修改。函數(shù)realloc要么返回一個(gè)指向新申請(qǐng)到的內(nèi)存空間的指針，要么返回一個(gè)NULL指針表示申請(qǐng)失敗。