(C语言)内存分配函数

malloc、calloc、realloc区别

malloc、calloc、realloc均为C语言标准库中的内存分配函数，不过它们的功能和使用场景存在差异。下面为你详细介绍：

功能定义

1. malloc

void* malloc(size_t size);

此函数会分配一块指定大小（以字节为单位）的内存空间，并且不会对这块内存进行初始化。也就是说，分配后的内存中存储的是之前的随机数据。

2. calloc

void* calloc(size_t num, size_t size);

该函数用于分配num个元素的内存空间，每个元素的大小为size字节，分配完成后会将所有字节初始化为0。

3. realloc

void* realloc(void* ptr, size_t new_size);

它的作用是调整之前分配的内存块大小，可以将其扩大或者缩小。如果传入的指针ptr为NULL，那么它的功能就和malloc一样。

主要区别

函数	初始化情况	内存块数量	常见应用场景
malloc	不初始化，内存中是随机值	单个	当你需要分配内存，并且会马上用数据填充时
calloc	初始化为0	多个相同大小的元素	为数组或者结构体分配内存，且要求初始值全为0时
realloc	不初始化新增的内存区域	调整已有内存块的大小	需要动态调整内存大小时

使用示例

下面通过一个简单的示例来说明这三个函数的用法：

#include 
#include 

int main() {
    // 使用malloc分配内存
    int* ptr1 = (int*)malloc(5 * sizeof(int));
    printf("malloc分配的内存（未初始化）：");
    for (int i = 0; i < 5; i++) printf("%d ", ptr1[i]);
    printf("\n");

    // 使用calloc分配内存
    int* ptr2 = (int*)calloc(5, sizeof(int));
    printf("calloc分配的内存（初始化为0）：");
    for (int i = 0; i < 5; i++) printf("%d ", ptr2[i]);
    printf("\n");

    // 使用realloc调整内存大小
    int* ptr3 = (int*)realloc(ptr1, 10 * sizeof(int));
    printf("realloc调整后的内存（前5个是原来的值，后面未初始化）：");
    for (int i = 0; i < 10; i++) printf("%d ", ptr3[i]);
    printf("\n");

    free(ptr2);
    free(ptr3); // ptr1已被realloc释放
    return 0;
}

关键注意点

1. 内存释放：使用这三个函数分配的内存，在使用完毕后都必须用free()函数释放，以避免内存泄漏。
2. realloc的风险：如果无法扩大原来的内存块，realloc会在其他位置分配新的内存，并把原来的数据复制过去，然后释放原来的内存。所以，在使用realloc时，应该直接使用它返回的指针，而不是原来的指针。
3. 内存对齐：这三个函数返回的内存地址都保证是适当对齐的，能够用于任何数据类型。