如果新大小更小，可以重新分配指针吗？

Posted 2023-02-14

【中文标题】如果新大小更小，可以重新分配指针吗？

【英文标题】：can realloc move pointer if new size smaller?

【发布时间】：2010-12-16 17:23:36

【问题描述】：

我想知道 C 或 C++ 标准是否保证在以较小（非零）大小调用 realloc 时指针不会更改：

size_t n=1000;
T*ptr=(T*)malloc(n*sizeof(T));
//<--do something useful (that won't touch/reallocate ptr of course)
size_t n2=100;//or any value in [1,n-1]
T*ptr2=(T*)realloc(ptr,n2*sizeof(T));
//<-- are we guaranteed that ptr2==ptr ?

基本上，操作系统是否可以自行决定，既然我们释放了一个大内存块，他想利用所有重新分配来对内存进行碎片整理，并以某种方式移动 ptr2？

【参考方案1】：

http://opengroup.org/onlinepubs/007908775/xsh/realloc.html

在大小不等于 0 的情况下成功完成后，realloc() 返回一个指向（可能已移动的）分配空间的指针。

不，不保证

【讨论】：

在该页面的前面，它说“realloc() 函数将 ptr 指向的内存对象的大小更改为 size 指定的大小。对象的内容将保持不变，直到新旧大小中的较小者。如果内存对象的新大小需要移动对象，则释放对象先前实例化的空间。不排除运动，但相对不太可能。

是的，您仍然可以保证之前内存中的内容仍然存在，感谢您指出这一点

【参考方案2】：

不保证realloc 将返回相同的位置，句号。

【讨论】：

如果在某处明确说明，那就太好了。不说“X 一定会发生”与明确说明“X 不保证会发生”是不一样的。

@RoG 是的，确实如此。不指定保证意味着没有保证。

@klutt 我明白你的意思，但很高兴看到它在某处明确说明，例如在书中，如果不在文档中。从用户的角度来看，找不到保证意味着要么没有保证，要么他们看错了地方。

@RoG 如果标准中没有说明，那么您可以编写一个没有该保证的一致实现。因此，如果标准不要求它，您通常不能期望它从实现中获得。当然，您仍然可以编写具有此保证的实现，因为它不会违反标准。因此，请查看标准或文档中的特定实现。但这真的很简单，因为标准没有要求，所以一般情况下不存在保证。

@RoG 另外，想要这样的证据有点像Russell's teapot。

【参考方案3】：

使用realloc，您绝对无法保证后记的记忆位置。我相信 libc 的默认 malloc 只会不情愿地复制内存，所以实际上你可能没问题。但不要指望它。

【参考方案4】：

realloc 不需要将块留在原处，即使它适合，实际上最简单的存根实现就是一个示例，它可能不适合：

malloc：拨打sbrk。 realloc：致电malloc 和memcpy。 free：无操作。

这听起来可能很荒谬，但有时对于嵌入式系统，我刚才描述的实现实际上是最佳实现。

【讨论】：

另一个例子是所有相邻分配都是相同大小的块以避免碎片的实现。在这种情况下，一个 32 字节的块不再属于与之前的 4096 字节块相同的位置。

是的。另一个更高级的例子是一个实现，它检查要收缩的块的左侧邻居是否空闲，是否会通过收缩在右侧创建一个重要的空闲块，结果大小是否“足够小” " memcpy 不会太贵...如果满足正确的条件，将块移动到新位置以避免碎片。

【参考方案5】：

在我看来，所有当前的答案（在这个答案的时候）都没有参考任何标准文档。

对于 C++，我将参考Working Draft, Standard for Programming Language C++, Document Number: N3337, Date: 2012-01-16, Revises: N3291，根据https://isocpp.org/std/the-standard，它是最接近非免费官方 C++11 标准文档的免费文档；在这里我们可以在 20.6.13 C 库找到：

2 内容与标准 C 库头文件相同， 具有以下更改：[在我看来，列出的更改与 问题]。

所以现在我们必须参考 C 标准。

根据https://***.com/a/83763/15485，最接近非免费官方C11标准文档的免费文档是Programming languages — C, N1570 Committee Draft — April 12, 2011 ISO/IEC 9899:201x；在这里我们发现 7.22.3.5 的 realloc 函数：

4 realloc 函数返回一个指向新对象的指针（ 可能与指向旧对象的指针具有相同的值），或者为空 无法分配新对象时的指针。

我不是以英语为母语的人，所以由你来解释“可能有”的含义。

【讨论】：

我的母语是英语（并且非常熟悉 C 标准）。引用的文本说新指针可能与旧指针具有相同的值，也可能不同，但这并不意味着这取决于大小。一个基本原理（标准中没有说明）是一个实现可以在不同的位置分配一个较小的块，以减少碎片并使未来的分配更有可能成功。为了保证它在某些情况下不会移动，必须在标准中明确说明。不是。

【参考方案6】：

在 Windows 上，C-Runtime 抓取一个堆，然后从该堆分配内存。所以操作系统不会知道单个内存分配，因此不会移动。

【讨论】：

这是不正确的。一方面，Visual C 运行时不直接调用 OS 堆实现。另一方面，HeapReAlloc() 调用确实移动了一些东西。

您需要仔细检查您的文档。请参阅：msdn.microsoft.com/en-us/library/csd157zx.aspx CRT 抓取单个 OS 堆以供内部使用。然后它再分配该堆（这意味着它不使用 Win32 堆调用在该堆内进行分配）