在C语言中，我们经常需要动态地申请内存空间来存储数据，同时还需要手动地释放这些内存空间，以避免内存泄漏和资源浪费。C语言提供了两个重要的函数来实现这一功能，它们分别是malloc()和free()。
malloc()函数
malloc()函数用于在内存中动态地分配一块指定大小的内存空间，并返回该空间的首地址。其原型如下：
void* malloc(size_t size);
该函数接受一个参数size，表示要分配的内存空间的大小（以字节为单位），并返回一个指向该内存空间的指针。需要注意的是，malloc()函数返回的指针是void类型的，需要进行类型转换才能正确地使用。
在为变量申请内存空间时，通常会使用sizeof运算符来计算所需的内存空间大小。例如，为一个整型变量申请内存空间，可以使用以下代码：
int* p = (int*)malloc(sizeof(int));
在申请内存空间时，malloc()函数会从堆中找到一块足够大的空闲空间，将其标记为已使用，并返回该空间的首地址。如果找不到合适大小的空闲空间，则返回空指针NULL。
free()函数
free()函数用于释放先前动态申请的内存空间，并将该空间重新标记为未使用。其原型如下：
void free(void* ptr);
该函数接受一个参数ptr，表示要释放的内存空间的指针。需要注意的是，该指针必须是malloc()函数返回的指针，否则可能导致程序出错。
例如，释放先前申请的整型变量的内存空间，可以使用以下代码：
free(p);
在调用free()函数时，它会将指定的内存块标记为空闲，并允许其他部分的程序再次使用该内存块。
内存申请与释放的注意事项
在使用malloc()和free()函数时，需要注意以下几点：
- 内存泄漏：如果申请的内存空间不再使用但未被释放，将导致内存泄漏。为避免内存泄漏，在不再使用内存空间时应及时调用free()函数释放。
- 重复释放：对同一块内存空间多次调用free()函数将导致程序出错。为避免重复释放内存空间，应在释放之后将指针设置为NULL。
- 动态数组：malloc()函数也可以用来动态地分配数组的内存空间。例如，为一个包含n个整型元素的数组申请内存空间，可以使用以下代码：
int* array = (int*)malloc(n * sizeof(int));
- realloc()函数：当需要调整先前申请的内存空间大小时，可以使用realloc()函数。该函数接受两个参数，第一个参数是先前申请的内存空间的指针，第二个参数是新的内存空间大小。该函数将会在新的内存空间大小下重新调整内存块的大小，并返回已调整后的内存块指针。
通过合理地使用malloc()和free()函数，我们可以在C语言中灵活地管理内存空间，确保程序的正确性和效率。
参考文献：
[1] C Library Function - malloc(). (n.d.). Retrieved March 29, 2022, from https://www.tutorialspoint.com/c_standard_library/c_function_malloc.htm
[2] C Library Function - free(). (n.d.). Retrieved March 29, 2022, from https://www.tutorialspoint.com/c_standard_library/c_function_free.htm
本文来自极简博客，作者：智慧探索者，转载请注明原文链接：C语言中的内存申请与释放原理解析
