动态数组

在 C 语言中，动态数组指的是在程序运行时动态分配的数组，其大小不需要在编译时确定。我们通过动态内存分配函数（如 malloc、calloc 和 realloc）来实现动态数组。

动态数组的基本操作

1. malloc 分配动态数组：
   malloc 函数可以分配指定大小的内存。它返回一个 void* 类型的指针，需要强制转换为适当的指针类型。

   语法：

   void* malloc(size_t size);

   例如，创建一个动态分配的整型数组：

   #include <stdio.h>
   #include <stdlib.h>
   
   int main() {
       int n;  // 数组的大小
       printf("Enter the number of elements: ");
       scanf("%d", &n);
   
       // 动态分配一个包含 n 个整数的数组
       int* array = (int*) malloc(n * sizeof(int));
   
       // 检查内存分配是否成功
       if (array == NULL) {
           printf("Memory allocation failed!\n");
           return 1;
       }
   
       // 使用数组
       for (int i = 0; i < n; i++) {
           array[i] = i + 1;  // 示例填充数组
       }
   
       // 打印数组
       for (int i = 0; i < n; i++) {
           printf("%d ", array[i]);
       }
       printf("\n");
   
       // 释放内存
       free(array);
   
       return 0;
   }

   • malloc 分配 n * sizeof(int) 个字节，用于存储 n 个整数。
   • 如果内存分配失败，malloc 返回 NULL，程序可以通过这个指针检查分配是否成功。
   • 使用完动态数组后，必须调用 free() 来释放分配的内存。

2. calloc 分配动态数组：
   calloc 是另一种动态内存分配函数，它会将分配的内存初始化为零。

   语法：

   void* calloc(size_t num, size_t size);

   例如：

   int* array = (int*) calloc(n, sizeof(int));

   calloc 与 malloc 的主要区别是，calloc 分配的内存会被初始化为零，而 malloc 分配的内存是未初始化的。

3. realloc 调整动态数组大小：
   如果你需要调整动态数组的大小，可以使用 realloc 函数。它会重新分配内存，保留原有的数据内容。

   语法：

   void* realloc(void* ptr, size_t new_size);

   例如：

   array = (int*) realloc(array, new_size * sizeof(int));

   • realloc 接收一个指向之前分配内存的指针 ptr 和新的大小 new_size。
   • 如果重新分配失败，realloc 返回 NULL，原来的内存块依然有效。

示例：使用 realloc 调整数组大小

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int main() {
    int n = 5;
    int* array = (int*) malloc(n * sizeof(int));

    // 填充数组
    for (int i = 0; i < n; i++) {
        array[i] = i + 1;
    }

    printf("Original array: ");
    for (int i = 0; i < n; i++) {
        printf("%d ", array[i]);
    }
    printf("\n");

    // 调整数组大小
    int new_size = 10;
    array = (int*) realloc(array, new_size * sizeof(int));

    // 为新数组的元素赋值
    for (int i = n; i < new_size; i++) {
        array[i] = i + 1;
    }

    printf("Resized array: ");
    for (int i = 0; i < new_size; i++) {
        printf("%d ", array[i]);
    }
    printf("\n");

    // 释放内存
    free(array);

    return 0;
}

总结：

• 动态数组的大小在运行时分配，不需要在编译时确定。
• 使用 malloc 或 calloc 来分配动态数组，使用 realloc 来调整数组大小。
• 使用完动态数组后，记得调用 free() 来释放内存。