alloc()malloc()calloc()realloc()区别及用法

Posted 2020-11-07 shuang0109

C语言跟内存申请相关的函数主要有 alloca,calloc,malloc,free,realloc,sbrk等.

       函数malloc()和calloc()都可以用来动态分配内存空间,但两者稍有区别。 
　　malloc()函数有一个参数,即要分配的内存空间的大小:     

　　void *malloc(size_t size); 

　　calloc()函数有两个参数,分别为元素的数目和每个元素的大小,这两个参数的乘积就是要分配的内存空间的大小。 

　　void *calloc(size_t numElements, size_t sizeOfElement); 

　　如果调用成功,函数malloc()和函数calloc()都将返回所分配的内存空间的首地址。

　　函数malloc()和函数calloc()的主要区别是前者不能初始化所分配的内存空间,而后者能。如果由malloc()函数分配的内存空间原来没有 被使用过，则其中的每一位可能都是0;反之,如果这部分内存曾经被分配过,则其中可能遗留有各种各样的数据。也就是说，使用malloc()函数的程序开 始时(内存空间还没有被重新分配)能正常进行,但经过一段时间(内存空间还已经被重新分配)可能会出现问题。 需要调用函数memset来初始化这部分的内存空间.

　　malloc（）函数的工作机制

　　malloc函数的实质体现在，它有一个将可用的内存块连接为一个长长的列表的所谓空闲链表。调用malloc函数时，它沿连接表寻找一个大到足以满足用户请求所需要的内存块。然后，将该内存块一分为二（一块的大小与用户请求的大小相等，另一块的大小就是剩下的字节）。接下来，将分配给用户的那块内存传给用户，并将剩下的那块（如果有的话）返回到连接表上。调用free函数时，它将用户释放的内存块连接到空闲链上。到最后，空闲链会被切成很多的小内存片段，如果这时用户申请一个大的内存片段，那么空闲链上可能没有可以满足用户要求的片段了。于是，malloc函数请求延时，并开始在空闲链上翻箱倒柜地检查各内存片段，对它们进行整理，将相邻的小空闲块合并成较大的内存块。

　　函数calloc()会将所分配的内存空间中的每一位都初始化为零,也就是说,如果你是为字符类型或整数类型的元素分配内存,那麽这些元素将保证会被初始 化为0;如果你是为指针类型的元素分配内存,那麽这些元素通常会被初始化为空指针;如果你为实型数据分配内存,则这些元素会被初始化为浮点型的零。

　　alloca是向栈申请内存,因此无需释放. alloc与afree以栈的方式（即后进先出的列表）进行存储空间的管理。

　　realloc(void *__ptr, size_t __size)：更改已经配置的内存空间，即更改由malloc()函数分配的内存空间的大小。

　　如果将分配的内存减少，realloc仅仅是改变索引的信息。

　　如果是将分配的内存扩大，则有以下情况：
　　1）如果当前内存段后面有需要的内存空间，则直接扩展这段内存空间，realloc()将返回原指针。
　　2）如果当前内存段后面的空闲字节不够，那么就使用堆中的第一个能够满足这一要求的内存块，将目前的数据复制到新的位置，并将原来的数据块释放掉，返回新的内存块位置。
　　3）如果申请失败，将返回NULL，此时，原来的指针仍然有效。

　　注意：如果调用成功，不管当前内存段后面的空闲空间是否满足要求，都会释放掉原来的指针，重新返回一个指针，虽然返回的指针有可能和原来的指针一样，即不能再次释放掉原来的指针。