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《C 语言编程 — 高级数据类型 — 共用体》
《C 语言编程 — 高级数据类型 — void 类型》
《C 语言编程 — 数据类型的别名》
《C 语言编程 — 数据类型转换》
《C 语言编程 — 宏定义与预处理器指令》
《C 语言编程 — 异常处理》
《C 语言编程 — 头文件》
《C 语言编程 — 输入/输出与文件操作》
栈（Stack）和堆（Heap）
C 语言的设计者把内存简单粗暴地想象成一个巨大的字节（Byte）数组。事实上，它被更加合理地划分成了两部分，即栈和堆。实际上，它们只是内存中的两块不同的区域，分别用来完成不同的任务而已。
栈
栈是程序赖以生存的地方，所有的临时变量和数据结构都保存于其中，供你读取及编辑。每次调用一个新的函数，就会有一块新的栈区压入，并在其中存放函数内的临时变量、传入的实参的拷贝以及其它的一些信息。当函数运行完毕，这块栈区就会被弹出并回收，供其他函数使用。
我喜欢把栈想象成一个建筑工地。每次需要干点新事情的时候，我们就圈出一块地方来，放工具、原料，并在这里工作。如果需要的话，我们也可以到工地的其他地方，甚至是离开工地。但是我们所有的工作都是在自己的地方完成的。一旦工作完成，我们就把工作成果转移到新的地方，并把现在工作的地方清理干净。
堆
堆占据另一部分内存，主要用来存放长生命周期期的数据。堆中的数据必须手动申请和释放。
申请内存使用 malloc 函数。这个函数接受一个数字作为要申请的字节数，返回申请好的内存块的指针。当使用完毕申请的内存，我们还需要将其释放，只要将 malloc 函数返回的指针传给 free 函数即可。
堆比栈的使用难度要大一些，因为它要求程序员手动调用 free 函数释放内存，而且还要正确调用。如果不释放，程序就有可能不断申请新的内存，而不释放旧的，导致内存越用越多。这也被称为内存泄漏。避免这种情况发生的一个简单有效的办法就是，针对每一个 malloc 函数调用，都有且只有一个 free 函数与之对应。这某种程度上就能保证程序能正确处理堆内存的使用。
我把堆想象成一个自助存储仓库，我们使用 malloc 函数申请存储空间。我们可以在自主存储仓库和建筑工地之间自由存取。它非常适合用来存放大件的偶尔才用一次的物件。唯一的问题就是在用完之后要记得使用 free 函数将空间归还。
内存管理
C 语言为内存的分配和管理提供了几个标准函数。这些函数可以在 stdlib.h 头文件中找到。
注：void *类型表示未确定类型的指针。C、C++ 规定 void * 类型可以通过强制类型转换为任何其它类型的指针。
动态分配内存
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
int main() {
char name[100];
/* 定义字符指针类型变量 */
char *description;
strcpy(name, "Zara Ali");
/*
分配内存，内存大小为 200 个字符长度（8 Bit）。
函数调用返回内存的指针（地址）并强制类型转换为字符指针类型。
*/
description = (char *)malloc(200 * sizeof(char));
if (description == NULL) {
fprintf(stderr, "Error - unable to allocate required memory
");
}
else {
strcpy(description, "Zara ali a DPS student in class 10th");
}
printf("Name = %s
", name);
printf("Description: %s
", description);
return 0;
}
运行：
$ ./main
Name = Zara Ali
Description: Zara ali a DPS student in class 10th上面的程序也可以使用 calloc() 函数来编写，只需要把 malloc 替换为 calloc 即可：
calloc(200, sizeof(char));
当动态分配内存时，程序有完全控制权，可以传递任何大小的值。不同的是，那些预先定义了大小的数组，一旦定义则无法改变大小。
重新调整内存的大小和释放内存
当程序退出时，操作系统会自动释放所有分配给程序的内存，但是主动释放内存是一个良好的编程习惯。
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
int main() {
char name[100];
char *description;
strcpy(name, "Zara Ali");
/*
分配内存，内存大小为 200 个字符长度（8 Bit）。
函数调用返回内存的指针（地址）并强制类型转换为字符指针类型。
*/
description = (char *)malloc(200 * sizeof(char));
if (description == NULL) {
fprintf(stderr, "Error - unable to allocate required memory
");
}
else {
strcpy(description, "Zara ali a DPS student in class 10th
");
}
/*
扩展分配内存，内存大小为 100 个字符长度（8 Bit）。
函数调用返回内存的指针（地址）并强制类型转换为字符指针类型。
*/
description = (char *)realloc(description, 100 * sizeof(char));
if (description == NULL) {
fprintf(stderr, "Error - unable to allocate required memory
");
}
else {
strcat(description, "She is in class 10th
");
}
printf("Name = %s
", name);
printf("Description: %s
", description);
/* 释放内存 */
free(description);
return 0;
}
运行：
$ ./main
Name = Zara Ali
Description: Zara ali a DPS student in class 10th
She is in class 10thmalloc 函数详解
函数原型：
void *malloc(size_t size);
- size_t size：表示需要分配内存的字节数，使用 size_t 类型是因为不同的平台所具有的字节大小实际上是不一样的，使用 size_t 可以保证保证了程序对字节大小理解的统一，且为当前平台最大的字节可用范围（32 位系统通常为 32bit，64 位系统通常为 64bit，但均有特例）。
- 如果分配成功：则返回指向被分配内存空间的指针，指向一段可用内存的起始位置。因指向一段可用内存的起始位置为 void 表示未确定类型的指针，所以可以被强制类型转换为任意类型*。
- 如果分配不成功：则返回空指针 NULL，所以在调用该函数之后需要判断是否成功分配了内存空间。
- 当内存不再使用的时候，应使调用 free 函数手动的将内存块释放掉，也只能释放一次，否则存在内存泄露问题。释放空指针例外，释放空指针也等于什么也没做，所以释放多少次都是可以的。
int *p;
p = (int *)malloc(sizeof(int));
malloc(sizeof(int))：指明了分配一个整型数据需要的大小的空间，如果写成malloc(1)则只是申请了一个字节大小的空间。
简而言之，malloc 函数其实就是在内存中找到一片指定大小的、逻辑连续的内存空间，然后将这个空间的首地址给一个指针变量，这里的指针变量可以是一个单独的指针，也可以是一个数组的首地址，具体要看 size_t size 实参的具体内容。
int *arr;
arr = (int *)malloc(sizeof(int) * 10);
malloc(sizeof(int) * 10)：指明了分配 10 个整型数据需要的大小的空间，这时返回的是一个数组的首地址。可以通过arr[i]来引用。
memset 初始化内存数据
在 C 语言编程汇中应该要保持一个习惯：定义变量时一定要进行初始化，尤其是数组和结构体这种占用内存大的数据结构。因为在使用数组或分配内存时，程序得到的只是一个内存空间的地址，实际上内存空间的值并非一直是 “干净” 的，在没有初始化的情况下，经常会因为脏数据而产生乱码。
C 语言中，每种数据类型的变量都有各自的初始化方法，为 memset 函数可以说是初始化内存的万能函数，作用是在一段内存块中填充某个给定的值，通常用于为新申请的内存或数组进行初始化工作。
函数原型：将指针变量 s 所指向的前 n 字节的内存单元用一个 int 类型 c（通常为 0）替换。其中，n 通常是使用 sizeof 获取的，因为 s 是 void* 型的指针变量，所以它可以为任何类型的数据进行初始化。用 memset 初始化完后，后续的代码中再向该内存空间中存放预期的数据。
#include <string.h>
void *memset(void *s, int c, unsigned long n);
注意：如果是对指针变量所指向的内存单元进行清零初始化，那么一定要先对这个指针变量进行初始化，即一定要先让它指向某个有效的地址。
示例：
#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main(void)
{
int i;
char str[10];
char *p = str;
memset(str, 0, sizeof(str)); // 应该写 sizeof(str), 而不是 sizeof(p)
for (i=0; i<10; ++i) {
printf("%dx20", str[i]);
}
printf("
");
return 0;
}
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