内存分配
内存分配的基本概念
数据保存
(1) 寄存器。这是最快的保存区域，因为它位于和其他所有保存方式不同的地方：处理器内部。然而，寄存器的数量十分有限，所以寄存器是根据需要由编译器分配。我们对此没有直接的控制权，也不可能在自己的程序里找到寄存器存在的任何踪迹。
(2) 堆栈。驻留于常规RAM（随机访问存储器）区域，但可通过它的“堆栈指针”获得处理的直接支持。堆栈指针若向下移，会创建新的内存；若向上移，则会释放那 些内存。这是一种特别快、特别有效的数据保存方式，仅次于寄存器。
(3) 堆。一种常规用途的内存池（也在RAM区域）， “内存堆”或“堆”（Heap）最吸引人的地方在于编译器不必知道要 从堆里分配多少存储空间，也不必知道存储的数据要在堆里停留多长的时间。因此，用堆保存数据时会得到更大的灵活性。要求创建一个对象时，只需用new命令 编制相关的代码即可。执行这些代码时，会在堆里自动进行数据的保存。当然，为达到这种灵活性，必然会付出一定的代价：在堆里分配存储空间时会花掉更长的时 间！
(4) 静态存储。这儿的“静态”（Static）是指“位于固定位置”（尽管也在RAM里）。程序运行期间，静态存储的数据将随时等候调用。可用static关键字指出一个对象的特定元素是静态的。 (5) 常数存储。常数值通常直接置于程序代码内部。这样做是安全的，因为它们永远都不会改变。有的常数需要严格地保护，所以可考虑将它们置入只读存储器（ROM）。
(6) 非RAM存储。若数据完全独立于一个程序之外，则程序不运行时仍可存在，并在程序的控制范围之外。其中两个最主要的例子便是“流式对象”和“固定对象”。 对于流式对象，对象会变成字节流，通常会发给另一台机器。而对于固定对象，对象保存在磁盘中。即使程序中止运行，它们仍可保持自己的状态不变。对于这些类 型的数据存储，一个特别有用的技巧就是它们能存在于其他媒体中。一旦需要，甚至能将它们恢复成普通的、基于RAM的对象。
内存分配方式
一是：从静态存储区域分配，这部分内存在程序编译的时候 就分配完成，存在于程序的整个运行过程中，例如全局变量
二是：在栈上创建，函数执行时候，函数的局部存储单元吧 都在栈上创建，函数执行结束时候，这些存储单元被自动释放，栈内存分配算法内置于处理机指令集中，效率相当高，但是容量有限，一般最大1M（相对于32位系统）。
三是：在堆内存上面创建，在堆内存上面分配内存也就是我们常说的动态内存分配，利用malloc创建任意大小（32位的系统堆内存大小一般为4G）的内存空间，用完之后，再利用free将其释放，这里的创建和释放都是需要我们程序员自己来完成的，动态内存分配方便、灵活，但是问题也不少（如果你操作的不好），而且效率也远远低于栈内存。
堆和栈的区别
管理方式：
对于栈来说，都有编译器自动管理，无需我们程序员手工控制；而对于堆来说，内存空间的创建和释放都是由我们程序员自己手工控制的，容易memory leak
空间大小不同：
对于栈来说，一般编译器默认的栈空间大小都为1M，当然这个大小可以调节。而对于堆来说，不夸张地说有无限大，对于32位的操作系统来说，堆内存空间足有4G，要是再算上虚拟的，那就更多了，这么大对于一个程序所需的内存来说是足够大的了。
碎片问题：
堆内存容易产生内存碎片，而栈内存则不会，比如我们连续的分配5M的堆内存，分配了三个。接下来在程序的运行中我们又释放了中间的5M堆内存，那么接下来在分配堆内存时候，只要是大于5M，那么刚才释放的那块堆内存就不再会被用上。而栈之所以不会出现这种问题，是因为栈是一个有规则的结构，有严格的进栈和出栈的规定，因此不会出现中间空间却先被释放的情况。
生长方向不同：
所谓生长方向就是说分配的内存是向着地址增长的方向，还是向着地址减小的方向。堆内是
属于前者，而栈内存是属于后者的。
分配方式不同：
堆都是动态分配的，没有静态分配的堆内存；而栈则不同，它既有动态分配的，也有静态
分配的。也许有人会问栈也有动态分配的？是的，有，但不常用。我们了解一下就行了，还
有栈的动态分配和堆的动态分配是不同的，栈动态分配后的内存由编译器自己释放，而堆是
由程序员释放。
分配效率：
我们前面也讲过，栈内存的分配运算是由计算机底层支持的，具有专门的指令来处理栈的
问题，这就决定了栈的高效率。而堆不同，堆是由编程语言的函数库提供的，实现机制相当
复杂，效率远远低于栈。
常见的内存错误
内存错误一：内存分配没有成功，却使用了它
解决办法：在使用之前检查是否为空
内存错误二：内存虽然分配成功了，但是尚未初始化就用了，犯这个错误的原因在于一方面
没有初始化的意识，另外误以为系统会将其初始化为0，其实默认缺省值是什么，没有标准。
解决办法：记住初始化，不要嫌麻烦
内存错误三：内存分配成功，并且也初始化了，但是操作越界了
解决办法：这个问题，我看只有我们细心避免了
内存错误四：忘记释放内存，造成内存泄露
解决办法：记住一旦分配堆内存就一定记得释放
内存错误五：释放了的内存，却还使用，这个问题主要是因为没有即使的将指针赋空而导致
野指针的产生。还有指针指向的是子函数局部的栈内存，这部分内存，子函数结束时候就被
销毁了。
解决办法：内存一旦释放，立刻将指针赋NULL，函数不能返回栈内存的指针。
内存分配规则
【规则一】 用malloc申请堆内存空间后，立即检查是否为空，以防止引用指针值为空的内存
【规则二】 不要忘记为数组和动态分配的内存空间赋初值，防止没有被初始化的内存做了右值
【规则三】 避免数组或者指针的下标越界，特别注意多1和少1的操作
【规则四】 动态内存的申请和释放务必要配对，以防止内存的泄露。
【规则五】 利用free释放堆内存之后，立即将指针赋NULL，以防止野指针的产生。
9.2 内存分配函数
这里主要讲述的堆内存的动态分配和释放，这些都是需要我们程序员自己动手完成的，功能强大的同时，也带来了很多容易犯的错误，所以大家在使用动态分配内存的时候，需要特别谨慎注意。
malloc函数
malloc函数的实质体现在，它有一个将可用的内存块连接为一个长长的列表的所谓空闲链表。调用malloc函数时，它沿连接表寻找一个大到足以满足用 户请求所需要的内存块。然后，将该内存块一分为二（一块的大小与用户请求的大小相等，另一块的大小就是剩下的字节）。接下来，将分配给用户的那块内存传给 用户，并将剩下的那块（如果有的话）返回到连接表上。调用free函数时，它将用户释放的内存块连接到空闲链上。到最后，空闲链会被切成很多的小内存片 段，如果这时用户申请一个大的内存片段，那么空闲链上可能没有可以满足用户要求的片段了。于是，malloc函数请求延时，并开始在空闲链上翻箱倒柜地检 查各内存片段，对它们进行整理，将相邻的小空闲块合并成较大的内存块。如果无法获得符合要求的内存块，malloc函数会返回NULL指针，因此在调用 malloc动态申请内存块时，一定要进行返回值的判断。
一般形式：
指针变量 = （强制转换）malloc(字节数);
如：int* p = (int *) malloc ( sizeof(int) * 100 );
当然也可以写成：int *p;
P = (int *) malloc ( sizeof(int) * 100 );
注意：在C语言中使用malloc时，必须导入malloc.h头文件。
calloc函数
calloc是一个C语言函数
函数名: calloc
功 能: 在内存的动态存储区中分配n个长度为size的连续空间，函数返回一个指向分配起始地址的指针；如果分配不成功，返回NULL。
跟malloc的区别：
calloc在动态分配完内存后，自动初始化该内存空间为零，而malloc不初始化，里边数据是随机的垃圾数据。
一般形式：指针变量 = （强制转换）malloc(单位，字节数);
例如：
char *str;
str = (char*)calloc(10, sizeof(char));
注意使用时需加头文件：stdlib.h或malloc.h
realloc函数
原型：extern void *realloc(void *mem_address, unsigned int newsize);
语法：指针名=（数据类型*）realloc（要改变内存大小的指针名，新的大小）。
头文件：#include <stdlib.h
> 有些编译器需要#include <alloc.h>，在TC2.0中可以使用alloc.h头文件
功能：先按照newsize指定的大小分配空间，将原有数据从头到尾拷贝到新分配的内存区域，而后释放原来mem_address所指内存区域，同时返回新分配的内存区域的首地址。即重新分配存储器块的地址。
返回值：如果重新分配成功则返回指向被分配内存的指针，否则返回空指针NULL。
注意：这里原始内存中的数据还是保持不变的。当内存不再使用时，应使用free()函数将内存块释放。
例如：
int *pn=(int *)malloc(5*sizeof(int));
……
…….
pn=(int *)realloc(pn,10*sizeof(int));
free函数
分配的堆内存，使用结束后一定要释放，而且释放后还必须将其赋空，防止野指针的产生。
原型: void free(void *ptr)
功 能: 释放已分配的块
程序例:
#include <string.h>
#include <stdio.h>#include <malloc.h>
int main(void)
{
char *str;
/* allocate memory for string */
str = (char *)malloc(10);
/* copy "Hello" to string */
strcpy(str, "Hello");
/* display string */
printf("String is %s\n", str);
/* free memory */
free(str);
str = NULL;
return 0;
}
内存分配实例
大家是不是感觉长篇的理论看着头痛了，那么下面我们要说的知识点：指针参数如何传递内
存的？我们就不说许多了，我们来通过小例子来探讨.
Analysis：
我们前面见过类似的问题，p传入函数getMomery()后，会生成一个副本p1，我们分配的内存空间给了p1,而p却没有。所以p任然是NULL，所以结果段错误。
Analysis：
我们还像上面一样分析，&p传入函数getMomery()后，会复制一个副本，我们称之为A，A = &p;那么我们改变*A自然就是在改变p，所以我们给*A分配了内存空间，那么p也就分得了内存空间，其实还有一种方法也可以达到这种效果，就是利用返回值，如果你感兴趣希望你自己实现以下，很多人都是从返回值的方法，慢慢过度到二级指针的。