C语言中malloc,calloc,realloc等动态分配内存函数特点详解

发布时间:2021-10-25 14:37:08

在C语言中,内存分为四块存储区域,栈,堆,静态存储区,代码区。堆内存是一种在需要时申请,在不需要时释放的内存块,都是由程序员来完成的,今天我们来探讨一下动态分配堆内存的库函数,这些库函数包含在头文件中。


1.malloc函数
malloc的全称是memory allocation,中文叫动态内存分配,用于申请一块连续的指定大小的内存块区域以void*类型返回分配的内存区域地址,当无法知道内存具体位置的时候,想要绑定真正的内存空间,就需要用到动态的分配内存。
函数的原型是extern void *malloc(unsigned int num_bytes);
下面我们编写一段代码用malloc函数随机分配40个字节的存储空间,并将存储空间的地址打印出来,
然后我们找到这块内存地址,

发现已经生成了40个字节大小未被初始化的内存空间,malloc函数的作用就是开辟规定大小的堆内存空间。
2.calloc函数
在内存的动态存储区中分配n个长度为size的连续空间,函数返回一个指向分配起始地址的指针;如果分配不成功,返回NULL。
函数的原型是void *calloc(size_t n, size_t size);
同样地,我们编写一段代码用calloc函数随机分配40个字节的存储空间,并将存储空间的地址打印出来,

然后我们找到这块内存地址,

然后我们惊奇的发现用calloc函数开辟的40个字节的堆内存已经被初始化为0,这便是malloc和calloc函数的区别。
3.realloc函数
先判断当前的指针是否有足够的连续空间,如果有,扩大mem_address指向的地址,并且将mem_address返回,如果空间不够,先按照newsize指定的大小分配空间,将原有数据从头到尾拷贝到新分配的内存区域,而后释放原来mem_address所指内存区域(注意:原来指针是自动释放,不需要使用free),同时返回新分配的内存区域的首地址。即重新分配存储器块的地址。
函数的原型是extern void *realloc(void *mem_address, unsigned int newsize);
下面我们编写一段代码,先用malloc函数申请40个字节的堆内存,再用realloc函数进行扩增,如果我们只扩增4个字节,

我们会发现两个内存的地址是相同的,但如果我们扩增400个字节,

我们会发现这两个内存的地址是不相同的,这说明,使用realloc函数之前会先判断原内存后面内存够不够用,如果够用就会直接接在原内存后面进行扩增,如果不够用就会先将原内存的内容拷贝的一段新的内存,然后释放原内存,再在新内存后面进行扩增,这就是realloc函数的特点。

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