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一、动态分配内存
申请堆区的空间，需要手动申请，手动释放
如果直接定义在代码中的变量，是系统默认分配栈区的空间，栈区空间自动申请，生命周期结束自动释放。
需要用到头文件#include
malloc和free一定成对出现
1.1 malloc
函数原型：
void *malloc(size_t size); //有参数有返回值函数
功能：
从堆区申请size个字节，并将这一片空间的首地址返回给主调函数处
所以返回值为void*方便强转
void*表示万能指针(可以被强转成任何类型的指针)
使用：
int *p = (int*)malloc(sizeof(int)); //赋值运算符右侧的(int*)表示将malloc申请的首地址，强转成int类型
//让int*类型的指针p指向malloc申请的(sizeof(int))大小的堆区空间
//int *p = (int*)malloc(4);1.2 free
功能：释放堆区的内存空间
函数原型:void free(void *ptr);
返回值：无
参数：要释放的堆区空间的首地址
堆区申请空间一定要使用free释放防止内存泄漏
一般释放完堆区内存后，会将原本指向堆空间的指针指向NULL1.3 指针的强转
因为不同数据类型的指针的大小相同，所以指针之间的强转是安全的
但是会改变指针的偏移量
int *p;
char *p1=(char*)p;
上面的强转过程不会造成数据的丢失，但是如果p本身已经指向int类型数据，使用p1访问该数据时，可能只访问到低字节的数据1.4 堆空间的地址作为指针函数的返回值
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int *func()
{int *p=(int*)malloc(4);*p=49;return p;
}
int main(int argc, const char *argv[])
{int *ret=func(); //因为func的返回值为堆空间申请的内存，不手动释放不会被回收 printf("%d\n",*ret);printf("%p\n",ret);//释放堆内存free(ret);return 0;
}1.5 悬空指针
指针指向一片地址，但是对这片地址没有使用权，间接访问可能会发生段错误
1.5.1 指向已经堆放的空间
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int *func()
{int *p=(int*)malloc(4);*p=49;return p;
}
int main(int argc, const char *argv[])
{int *ret=func(); //因为func的返回值为堆空间申请的内存，不手动释放不会被回收 printf("%d\n",*ret);printf("%p\n",ret);//释放堆内存free(ret);printf("%p\n",ret); //释放前后，ret的值不变//一般释放完堆区内存后，会将原本指向堆空间的指针指向NULLret=NULL;return 0;
}1.5.2 指向已经被回收的空间
#include <stdio.h>
int *func()
{int a=90;int *p=&a;return p; //这种方式返回编译不会报警告,因为智能识别到p是局部变量，返回p的值
}
int main(int argc, const char *argv[])
{int *ret=func(); //ret是一个悬空指针，指向已经被回收的栈空间的地址printf("%d\n",*ret);printf("%p\n",ret);return 0;
}1.6 特殊指针
- 空指针：指向NULL的指针，间接访问一定会段错误
- 野指针：没有明确指向的指针，间接访问错误不可预知
- 悬空指针：指向已经被回收没有使用权的地址的指针，间接访问错误不可预知(知道指向，但是对空间没有使用权)
- 万能指针：可以强转为任意类型的指针
1.7 大小端存储
小端存储：低数据位存在低地址上
大端存储：低数据位存在高地址上
#include <stdio.h>
int main()
{int a = 0x12345678;char *p = &a; //因为要取一个字节的数据进行判断//如果使用int *,*p取得是四个字节的内容if(*p==0x78){printf("小端存储\n"); }else if(*p=0x12){printf("大端存储\n"); }
}1.8 练习
1.8.1 在堆区申请一个数组的空间，完成对数组元素的输入和输出
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
int main(int argc, const char *argv[])
{int *p=(int *)malloc(sizeof(int)*5); // 申请一个客村下五个数的数组空间printf("请输入存入数组内的数（5）\n");for(int i=0;i<5;i++) // 输入{scanf("%d",p+i);}printf("arr= ");for(int j=0;j<5;j++) // 输出{printf("%d ",*(p+j));}free(p); // 释放空间printf("\n");return 0;
}
二、结构体
属于构造数据类型
存储某些特征的结构，由多个或一个数据类型构成
2.1 定义
以学生为例，一个学生的信息包含：姓名、年龄、成绩、学校，这四个信息需要多个数据类型，数组无法完成，可以将这样的结构封装成结构体。
struct 结构体名
{//结构体成员数据类型 变量名;数据类型 变量名;····
}; //定义了一个结构体类型学生结构体的实现
#include <stdio.h>
//一般结构体的定义写在全局处
struct Stu
{int age;//年龄char name[100];//姓名float score; //成绩
};
int main(int argc, const char *argv[])
{return 0;
}2.2 定义结构体变量
struct 结构体名 结构体变量名;2.3 初始化和赋值
2.3.1 完全初始化
定义的同时，按照结构体成员在结构体中的顺序完全初始化
struct Stu s2={20,"zhangsan",75.2}; 2.3.2 不完全初始化
定义的同时，按照结构体成员在结构体中的顺序给部分成员赋值，未初始化的部分，默认为0
struct Stu s3={21};2.3.3 按成员初始化
定义的同时，在初始化列标中以访问指定结构体成员的方式赋值
struct Stu s4={.name="lisi",.age=22};#include <stdio.h>
#include <string.h>
//一般结构体的定义写在全局处
struct Stu
{int age;char name[100];float score;
}s; //s是在定义结构体类型的同时，直接定义结构体变量int main(int argc, const char *argv[])
{struct Stu s1; //定义了一个Stu类型的结构体变量s1/**************结构体的初始化和赋值*****************/struct Stu s2={20,"zhangsan",75.2}; //定义结构体变量，并完全初始化printf("s2.age=%d\n",s2.age);printf("s2.name=%s\n",s2.name);printf("s2.score=%f\n",s2.score);struct Stu s3={21}; //定义结构体变量不完全初始化,未初始化结构体成员默认为0printf("s3.age=%d\n",s3.age);printf("s3.name=%s\n",s3.name);printf("s3.score=%f\n",s3.score);//定义结构体变量，按照指定的顺序给某些/全部成员初始化struct Stu s4={.name="lisi",.age=22};printf("s4.age=%d\n",s4.age);printf("s4.name=%s\n",s4.name);printf("s4.score=%f\n",s4.score);/****************结构体变量的赋值******************/s1.age=18; //单个成员的赋值，不能再进行整体赋值//s1.name="zhaoliu";//gets(s1.name); 用gets的方式给字符数组成员赋值strcpy(s1.name,"zhaoliu");s1.score=79.1;printf("s1.age=%d\n",s1.age);printf("s1.name=%s\n",s1.name);printf("s1.score=%f\n",s1.score);return 0;
}2.4 访问结构体中的成员
通过.运算符访问结构体中的成员
- 结构体变量名.结构体成员名;
- 访问Stu中的name成员，已有结构体变量s1
- s1.name ---->获取到结构体变量s1中name成员的值
2.5 结构体指针访问结构体成员
struct 结构体名 *结构体指针名;
通过结构体指针访问结构体成员，用->访问
格式:结构体指针名->结构体成员;s1.age=18; //单个成员的赋值，不能再进行整体赋值//s1.name="zhaoliu";//gets(s1.name); 用gets的方式给字符数组成员赋值strcpy(s1.name,"zhaoliu");s1.score=79.1;//定义结构体指针，指向s1struct Stu *p = &s1; printf("p->age=%d\n",p->age);printf("p->name=%s\n",p->name);printf("p->score=%f\n",p->score);2.6 嵌套的结构体
#include <stdio.h>
struct Person
{int age;char name[100];
};
struct Stu
{struct Person p1; //在Stu中嵌套Person类型的成员float score;
};
/*struct A
{//A里面包含了B类型结构体的定义struct B{int a;char c;};float b;
};*/
struct A
{//A里面包含了B类型的结构体成员b1struct B{int a;char c;}b1;float b;
};
//上面两种不同的结构体类型的定义都可以使用里面声明的struct B结构体类型
int main(int argc, const char *argv[])
{struct Stu s1;s1.p1.age = 90;printf("%d\n",s1.p1.age);struct B b2;return 0;
}2.7 结构体的大小
结构体的大小需要进行字节对齐
字节对齐的规则：(通用的嵌套结构体也可以用)
- 每一个结构体中的成员对首地址的偏移量，必须是该成员本身对齐量的整数倍
- 成员本身的对齐量=成员本身对齐量>操作系统对齐量?操作系统的对齐量:成员本身大小(操作系统的对齐量，64位8Byte，32位4Byte)
- 结构体整体的大小，必须是最大对齐成员对齐量的整数倍
#include <stdio.h>
struct Person
{int age;char name[5];
};
struct Stu
{struct Person p1; //在Stu中嵌套Person类型的成员float score;
};
/*struct A
{//A里面包含了B类型结构体的定义struct B{int a;char c;};float b;
};*/
struct Test
{char a;double k;int b;
};
struct A
{//A里面包含了B类型的结构体成员b1struct B{int a;char c;}b1;float b;
};
//上面两种不同的结构体类型的定义都可以使用里面声明的struct B结构体类型
int main(int argc, const char *argv[])
{struct Stu s1;s1.p1.age = 90;printf("%d\n",s1.p1.age);struct B b2;printf("%ld\n",sizeof(struct Person));printf("%ld\n",sizeof(struct A));return 0;
}
2.8 练习
2.8.1 从堆区申请一个结构体数组的空间，并完成对结构体成员的输入和输出
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
struct Stu // 定义一个结构体
{int age;char name[100];float score;
};
int main(int argc, const char *argv[])
{struct Stu *arr=(struct Stu*)malloc(sizeof(3)); // 从堆区申请一个储存三个结构体变量的空间for(int i=0;i<3;i++) // 输入结构体内数据{printf("请输入学生姓名\n");scanf("%s",(arr+i)->name);printf("请输入学生年龄和分数\n");scanf("%d%f",&(arr+i)->age,&(arr+i)->score);}printf("姓名\t年龄\t分数\n");for(int j=0;j<3;j++) // 输出结构体内数据{printf("%s\t%d\t%f\n",(arr+j)->name,(arr+j)->age,(arr+j)->score);}free(arr); // 释放空间printf("\n");return 0;
}
2.8.2 计算下列结构体大小
