topoic=動態存儲分配
在數組一章中，曾介紹過數組的長度是預先定義好的， 在整個程序中固定不變。C語言中不允許動態數組類型。例如： int n;scanf("%d",&n);int a[n]; 用變量表示長度，想對數組的大小作動態說明， 這是錯誤的。但是在實際的編程中，往往會發生這種情況， 即所需的內存空間取決於實際輸入的數據，而無法預先確定。對於這種問題， 用數組的辦法很難解決。為了解決上述問題，C語言提供了一些內存管理函數，這些內存管理函數可以按需要動態地分配內存空間， 也可把不再使用的空間回收待用，為有效地利用內存資源提供了手段。 常用的內存管理函數有以下三個：
1.分配內存空間函數malloc
調用形式： (類型說明符*) malloc (size) 功能：在內存的動態存儲區中分配一塊長度為"size" 字節的連續區域。函數的返回值為該區域的首地址。 “類型說明符”表示把該區域用於何種數據類型。(類型說明符*)表示把返回值強制轉換為該類型指針。“size”是一個無符號數。例如： pc=(char *) malloc (100); 表示分配100個字節的內存空間，並強制轉換為字符數組類型， 函數的返回值為指向該字符數組的指針， 把該指針賦予指針變量pc。
2.分配內存空間函數 calloc
calloc 也用於分配內存空間。調用形式： (類型說明符*)calloc(n,size) 功能：在內存動態存儲區中分配n塊長度為“size”字節的連續區域。函數的返回值為該區域的首地址。(類型說明符*)用於強制類型轉換。calloc函數與malloc 函數的區別僅在於一次可以分配n塊區域。例如： ps=(struet stu*) calloc(2,sizeof (struct stu)); 其中的sizeof(struct stu)是求stu的結構長度。因此該語句的意思是：按stu的長度分配2塊連續區域，強制轉換為stu類型，並把其首地址賦予指針變量ps。
3.釋放內存空間函數free
調用形式： free(void*ptr); 功能：釋放ptr所指向的一塊內存空間，ptr 是一個任意類型的指針變量，它指向被釋放區域的首地址。被釋放區應是由malloc或calloc函數所分配的區域：[例7.9]分配一塊區域，輸入一個學生數據。
main()
{
struct stu
{
int num;
char *name;
char sex;
float score;
} *ps;
ps=(struct stu*)malloc(sizeof(struct stu));
ps->num=102;
ps->name="Zhang ping";
ps->sex='M';
ps->score=62.5;
printf("Number=%d\nName=%s\n",ps->num,ps->name);
printf("Sex=%c\nScore=%f\n",ps->sex,ps->score);
free(ps);
}
本例中，定義了結構stu，定義了stu類型指針變量ps。 然後分配一塊stu大內存區，並把首地址賦予ps，使ps指向該區域。再以ps為指向結構的指針變量對各成員賦值，並用printf 輸出各成員值。最後用free函數釋放ps指向的內存空間。 整個程序包含了申請內存空間、使用內存空間、釋放內存空間三個步驟， 實現存儲空間的動態分配。鏈表的概念在例7.9中采用了動態分配的辦法為一個結構分配內存空間。每一次分配一塊空間可用來存放一個學生的數據， 我們可稱之為一個結點。有多少個學生就應該申請分配多少塊內存空間， 也就是說要建立多少個結點。當然用結構數組也可以完成上述工作， 但如果預先不能准確把握學生人數，也就無法確定數組大小。 而且當學生留級、退學之後也不能把該元素占用的空間從數組中釋放出來。 用動態存儲的方法可以很好地解決這些問題。 有一個學生就分配一個結點，無須預先確定學生的准確人數，某學生退學， 可刪去該結點，並釋放該結點占用的存儲空間。從而節約了寶貴的內存資源。 另一方面，用數組的方法必須占用一塊連續的內存區域。 而使用動態分配時，每個結點之間可以是不連續的(結點內是連續的)。 結點之間的聯系可以用指針實現。 即在結點結構中定義一個成員項用來存放下一結點的首地址，這個用於存放地址的成員，常把它稱為指針域。可在第一個結點的指針域內存入第二個結點的首地址， 在第二個結點的指針域內又存放第三個結點的首地址， 如此串連下去直到最後一個結點。最後一個結點因無後續結點連接，其指針域可賦為0。這樣一種連接方式，在數據結構中稱為“鏈表”。圖7.3為鏈表的示意圖。
在圖7.3中，第0個結點稱為頭結點， 它存放有第一個結點的首地址，它沒有數據，只是一個指針變量。 以下的每個結點都分為兩個域，一個是數據域，存放各種實際的數據，如學號num，姓名name，性別sex和成績score等。另一個域為指針域， 存放下一結點的首地址。鏈表中的每一個結點都是同一種結構類型。例如， 一個存放學生學號和成績的結點應為以下結構：
struct stu
{ int num;
int score;
struct stu *next;
}
前兩個成員項組成數據域，後一個成員項next構成指針域， 它是一個指向stu類型結構的指針變量。鏈表的基本操作對鏈表的主要操作有以下幾種：
1.建立鏈表；
2.結構的查找與輸出；
3.插入一個結點；
4.刪除一個結點；
下面通過例題來說明這些操作。
[例7.10]建立一個三個結點的鏈表，存放學生數據。 為簡單起見， 我們假定學生數據結構中只有學號和年齡兩項。
可編寫一個建立鏈表的函數creat。程序如下：
#define NULL 0
#define TYPE struct stu
#define LEN sizeof (struct stu)
struct stu
{
int num;
int age;
struct stu *next;
};
TYPE *creat(int n)
{
struct stu *head,*pf,*pb;
int i;
for(i=0;i<n;i++)
{
pb=(TYPE*) malloc(LEN);
printf("input Number and Age\n");
scanf("%d%d",&pb->num,&pb->age);
if(i==0)
pf=head=pb;
else pf->next=pb;
pb->next=NULL;
pf=pb;
}
return(head);
}
在函數外首先用宏定義對三個符號常量作了定義。這裡用TYPE表示struct stu，用LEN表示sizeof(struct stu)主要的目的是為了在以下程序內減少書寫並使閱讀更加方便。結構stu定義為外部類型，程序中的各個函數均可使用該定義。
