malloc/calloc/realloc之间区别详解

待我称王封你为后i 2023-02-17 03:17 10阅读 0赞

# 1. malloc/calloc/realloc和free介绍： #

## 1、malloc函数 ##

malloc函数可以从堆上获得指定字节的内存空间，其函数声明如下：

void \* malloc(int n);

参数释义：  
n：申请空间大小（单个类型大小\*总个数）

函数详述：  
其中，形参n为要求分配的字节数。如果函数执行成功，malloc返回获得内存空间的首地址；如果函数执行失败，那么返回值为NULL。由于malloc函数值的类型为void型指针，因此，可以将其值类型转换后赋给任意类型指针，这样就可以通过操作该类型指针来操作从堆上获得的内存空间。  
需要注意的是,malloc函数分配得到的内存空间是未初始化的。  
注意：通过malloc函数得到的堆内存必须使用memset函数来初始化。

## 2、calloc函数 ##

calloc函数的功能与malloc函数的功能相似，都是从堆分配内存。其函数声明如下：

void \*calloc(int n,int size);  
参数释义：  
size：单个类型大小  
n：申请的个数  
注意：最后申请空间大小为： n和size相乘

函数详述：  
函数返回值为void型指针。如果执行成功，函数从堆上获得size \* n的字节空间，并返回该空间的首地址。如果执行失败，函数返回NULL。该函数与malloc函数的一个显著不同时是，calloc函数得到的内存空间是经过初始化的，其内容全为0。calloc函数适合为数组申请空间，可以将size设置为数组元素的空间长度，将n设置为数组的容量。

## 3、realloc函数 ##

realloc函数的功能比malloc函数和calloc函数的功能更为丰富，可以实现内存分配和内存释放的功能，其函数声明如下：

void \* realloc(void \* p,int n);

参数释义：  
p：堆上已经存在空间的地址  
n:空间的大小

函数详述：  
其中，指针p必须为指向堆内存空间的指针，即由malloc函数、calloc函数或realloc函数分配空间的指针。realloc函数将指针p指向的内存块的大小改变为n字节。如果n小于或等于p之前指向的空间大小，那么。保持原有状态不变。如果n大于原来p之前指向的空间大小，那么，系统将重新为p从堆上分配一块大小为n的内存空间，同时，将原来指向空间的内容依次复制到新的内存空间上，p之前指向的空间被释放。relloc函数分配的空间也是未初始化的。

注意：使用malloc函数，calloc函数和realloc函数分配的内存空间都要使用free函数或指针参数为NULL的realloc函数来释放。

# 2.使用方法： #

## 1、malloc() ##

头文件：stdlib.h

声明：void \* malloc(int n);

含义：在堆上，分配n个字节，并返回void指针类型。

返回值：分配内存成功，返回分配的堆上存储空间的首地址；否则，返回NULL

初始化：未初始化

## 2、calloc() ##

头文件：stdlib.h

声明：void \*calloc(int n, int size);

含义：在堆上，分配nsize个字节，并初始化为0，返回void 类型

返回值：同malloc() 函数

初始化：已初始化

## 3、recalloc() ##

头文件：stdlib.h

声明：void \* realloc(void \* p,int n);

含义：重新分配堆上的void指针p所指的空间为n个字节，同时会复制原有内容到新分配的堆上存储空间。注意，若原来的void指针p在堆上的空间不大于n个字节，则保持不变。

返回值：同malloc() 函数

初始化：未初始化

## 4、free() ##

头文件：stdlib.h

声明：void free (void \* p);

含义：释放void指针p所指的堆上的空间。

返回值：无

## 5、memset() ##

头文件：string.h

声明：void \* memset (void \* p, int c, int n) ;

含义：对于void指针p为首地址的n个字节，将其中的每个字节设置为c。

返回值：返回指向存储区域 p 的void类型指针。

# 3. malloc/calloc/realloc区别总结 #

## **相同点：** ##

1.都是从堆上申请空间  
2.都需要对返回值判空  
3.都需要用户free释放  
4.返回值类型相同（void\*）  
5.都需要类型转化  
6.底层实现上是一样的，都需要开辟多余的空间，用来维护申请的空间

可以输入以下代码观测内存：

#include <stdio.h>
    #include <malloc.h>
    int main(){
    int *p= (int *)malloc(sizeof(int )*10);
    return 0;
    }

## ![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM4ODEwNzY3_size_16_color_FFFFFF_t_70]      **不同点：** ##

1.函数名字不同和参数类型不同。  
2.calloc会对申请空间初始化，并且初始化为0，而其他两个不会。  
3.malloc申请的空间必须使用memset初始化  
4.realloc是对已经存在的空间进行调整，当第一个参数传入NULL的时候和malloc一样  
调整分为两种情况：

**a:调整的空间比原有空间大：**

1.大了一点：多出来的空间小于小于下面空闲的空间；  
做法：  
1.直接延伸申请空间  
2.返回原空间首地址\*\*

2.大了很多：多出来的空间，大于下面空闲空间  
做法：  
1.重新开辟新空间  
2.将旧空间的内容拷贝到新空间中  
3.释放旧空间  
4.返回新空间的首地址

**b.调整的空间比原有空间小：**  
做法：  
1.将原空间缩小  
2 .返回旧空间首地址

# 扩展阅读： #

还有一个函数也值得一提，这就是alloca。其调用序列与malloc相同，但是它是在当前函数的栈帧上  
分配存储空间，而不是在堆中。其优点是：当函数返回时，自动释放它所使用的栈帧，所以不必再为释  
放空间而费心。其缺点是：某些系统在函数已被调用后不能增加栈帧长度，于是也就不能支持alloca函数。  
尽管如此，很多软件包还是使用alloca函数，也有很多系统支持它。

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