C语言实现动态数组，克服静态数组大小固定的缺陷

心不留意外尘 2016-07-30

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http://c./cpp/html/2790.html

2015

C语言中，数组长度必须在创建数组时指定，并且只能是一个常数，不能是变量。一旦定义了一个数组，系统将为它分配一个固定大小的空间，以后不能改变，称为静态数组。但在编程过程中，有时我们所需的内存空间无法预先确定，对于这个问题，用静态数组的办法很难解决。

动态数组是相对于静态数组而言。静态数组的长度是预先定义好的，在整个程序中，一旦给定大小后就无法改变。而动态数组则不然，它可以随程序需要而重新指定大小。动态数组的内存空间是从堆(heap)上分配(即动态分配)的。是通过执行代码而为其分配存储空间。当程序执行到这些语句时，才为其分配。程序员自己负责释放内存。

那么，如何创建动态数组，按照需要设置数组大小呢？

下面是一个创建动态数组的例子：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main(){
    int arrLen;  // 数组长度
    int *array;  // 数组指针
    int i;  // 数组下标
    printf("输入数组长度：");
    scanf("%d", &arrLen);
    
    // 动态分配内存空间，如果失败就退出程序
    array = (int*)malloc( arrLen*sizeof(int) );
    if(!array){
        printf("创建数组失败！\n");
        exit(1); 
    }
    // 向内存中写入数据
    for(i=0; i<arrLen; i++){
        array[i] = i+1;
    }
    
    // 循环输出数组元素
    for(i=0; i<arrLen; i++){
        printf("%d  ", array[i]);
    }
    
    printf("\n");
    free(array); 
    
    system("pause");
    return 0;
}

运行结果：
输入数组长度：10
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
请按任意键继续. . .

malloc()函数

这里重点说明的是malloc()函数，这是一个非常重要和常用的函数。

malloc() 用来动态分配指定大小的内存空间，以字节计，其原型为：
void *malloc( size_t size );
size_t 是一种自定义数据类型，在 stddef.h 头文件中定义为：
typedef unsigned int size_t; // 无符号整型

malloc()返回值类型为 void *，这并不是说该函数调用后无返回值，而是返回一个内存结点的地址，该地址的类型为void(无类型或类型不确定)，即一段存储区的首址，其具体类型无法确定，只有使用时根据各个域值数据再确定。可以用强制转换的方法将其转换为别的类型。例如：

double*pd=NULL;
pd=(double*)malloc(10*sizeof(double));

表示将向系统申请10个连续的double类型的存储空间，并用指针pd指向这个连续的空间的首地址。并且用(double)对malloc()的返回类型进行转换，以便把double类型数据的地址赋值给指针pd。

sizeof

上面的代码中，array = (int*)malloc( arrLen*sizeof(int) ); 用来分配arrLen*sizeof(int)个字节的内存空间，并将返回的指针强制转换为int。这里注意，int 类型的长度在不同平台下可能不同，不要把int的长度指定为2或4，要用sizeof()来计算int的长度，以更好的跨平台。

使用内存中的数据

上面的代码中，我们通过下标(array[i])来引用数组元素，这个静态数组没有什么区别。另外还可以通过指针来引用数组元素，对上面的程序稍作修改：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main(){
    int arrLen;  // 数组长度
    int *array;  // 数组指针
    int *arrayCopy;  // 数组指针副本 
    int i;  // 数组下标
    printf("输入数组长度：");
    scanf("%d", &arrLen);
    
    // 动态分配内存空间，如果失败就退出程序
    arrayCopy = array = (int*)malloc( arrLen*sizeof(int) );
    if(!array){
        printf("创建数组失败！\n");
        exit(1); 
    }
    // 向内存中写入数据 
    for(i=0; i<arrLen; i++){
        *arrayCopy++ = i+1;
    }
    
    // 循环输出数组元素
    arrayCopy = array;
    for(i=0; i<arrLen; i++){
        printf("%d  ", *arrayCopy++);
    }
    
    printf("\n");
    free(array); 
    
    system("pause");
    return 0;
}

可以发现，我们必须另外定义一个指针变量 arrayCopy，用来指向具体的数组元素。数组赋值完成后，要将 arrayCopy 重置到数组首地址，以便后面循环输出。

这里注意：free() 函数必须释放整块内存，不能只释放一部分，或者释放不存在的内存空间，否则程序会出错。所以，要多定义一个变量 arrayCopy，不断改变它的值，以指向不同的数组元素。这样可以保证 array 变量的值不变，始终指向内存首地址，用于free()整块内存。

例如，如果改变了 array 的值，使其指向第5个数组元素，那在free(array)时只释放掉了后半部分内存，而没有释放掉前半部分内存，这将引起程序错误。