C 语言的内存管理，分成两部分。

一部分是系统管理的，另一部分是用户手动管理的。

系统管理的内存，主要是函数内部的变量（局部变量）。这部分变量在函数运行时进入内存，函数运行结束后自动从内存卸载。这些变量存放的区域称为”栈“（stack），”栈“所在的内存是系统自动管理的。

用户手动管理的内存，主要是程序运行的整个过程中都存在的变量（全局变量），这些变量需要用户手动从内存释放。如果使用后忘记释放，它就一直占用内存，直到程序退出，这种情况称为”内存泄漏“（memory leak）。这些变量所在的内存称为”堆“（heap），”堆“所在的内存是用户手动管理的。

栈内存 vs 堆内存

C/C++ 中有两种主要的内存分配方式：栈内存和堆内存。

栈内存：当你在函数中声明局部变量时，编译器会自动在栈上为这些变量分配内存。这种分配是自动的，且非常高效，因为栈内存的分配和释放是由编译器管理的，分配和释放的时间非常短（通过调整栈指针）。然而，栈内存有以下限制：
1. 栈的大小是有限的，通常只有几 MB。因此，不能在栈上分配大量内存。
2. 栈上的变量的生命周期是有限的，它们在函数结束时自动销毁，无法跨函数使用。
堆内存：堆内存是程序运行时的动态内存，程序员可以通过 malloc/free 或 new/delete 来手动管理堆内存。堆内存的优点是可以分配更大的内存块，且内存的生命周期由程序员控制。缺点是堆内存的分配和释放速度比栈慢，且需要程序员手动管理内存，防止内存泄漏。

void指针

前面章节已经说过了，每一块内存都有地址，通过指针变量可以获取指定地址的内存块。 指针变量必须有类型，否则编译器无法知道，如何解读内存块保存的二进制数据。 但是，向系统请求内存的时候，有时不确定会有什么样的数据写入内存，需要先获得内存块，稍后再确定写入的数据类型。

为了满足这种需求，C 语言提供了一种不定类型的指针，叫做 void 指针。它只有内存块的地址信息，没有类型信息，等到使用该块内存的时候，再向编译器补充说明，里面的数据类型是什么。

另一方面，void 指针等同于无类型指针，可以指向任意类型的数据，但是不能解读数据。

void 指针与其他所有类型指针之间是互相转换关系，任一类型的指针都可以转为 void 指针，而 void 指针也可以转为任一类型的指针。

int x = 10;

void* p = &x; // 整数指针转为 void 指针
int* q = p; // void 指针转为整数指针

上面示例演示了，整数指针和 void 指针如何互相转换。&x是一个整数指针，p是 void 指针，赋值时&x的地址会自动解释为 void 类型。同样的，p再赋值给整数指针q时，p的地址会自动解释为整数指针。

注意，由于不知道 void 指针指向什么类型的值，所以不能用*运算符取出它指向的值。

char a = 'X';
void* p = &a;

printf("%c\n", *p); // 报错

上面示例中，p是一个 void 指针，所以这时无法用*p取出指针指向的值。

restrict 说明符

声明指针变量时，可以使用restrict说明符，告诉编译器，该块内存区域只有当前指针一种访问方式，其他指针不能读写该块内存。这种指针称为“受限指针”（restrict pointer）。

int* restrict p;
p = malloc(sizeof(int));

上面示例中，声明指针变量p时，加入了restrict说明符，使得p变成了受限指针。后面，当p指向malloc()函数返回的一块内存区域，就意味着，该区域只有通过p来访问，不存在其他访问方式。

int* restrict p;
p = malloc(sizeof(int));

int* q = p;
*q = 0; // 未定义行为

上面示例中，另一个指针q与受限指针p指向同一块内存，现在该内存有p和q两种访问方式。这就违反了对编译器的承诺，后面通过*q对该内存区域赋值，会导致未定义行为。