【c语言】常用内存函数及其用法的对比

常用的 C 语言内存函数

1.malloc 和 free 函数：

• 功能：malloc 函数用于在堆上分配指定大小的内存块。
• 用法：void* malloc(size_t size)
• 参数：size 是要分配的字节数。
• 返回值：如果分配成功，返回一个指向分配内存块的指针；如果分配失败，返回 NULL。
• 初始化：malloc 分配的内存块内容是未定义的（可能包含垃圾值），需要手动进行初始化。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int main() {
    int* numbers;
    int length = 5;

    // 使用 malloc 函数分配内存
    numbers = (int*)malloc(length * sizeof(int));
    if (numbers == NULL) {
        printf("内存分配失败\n");
        return 1;
    }

    // 释放动态分配的内存
    free(numbers);

    return 0;
}

2.calloc 和 free 函数：

• 功能：calloc 函数在堆上分配指定数量和大小的连续内存块，并将每个字节都初始化为零。
• 用法：void* calloc(size_t num, size_t size)
• 参数：num 是分配的元素数量，size 是每个元素的大小。
• 返回值：如果分配成功，返回一个指向分配内存块的指针；如果分配失败，返回 NULL。
• 初始化：calloc 分配的内存块中的每个字节都被初始化为零。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int main() {
    int* numbers;
    int length = 5;

    // 使用 calloc 函数分配内存，并将内存块初始化为零
    numbers = (int*)calloc(length, sizeof(int));
    if (numbers == NULL) {
        printf("内存分配失败\n");
        return 1;
    }

    // 释放动态分配的内存
    free(numbers);

    return 0;
}

3.realloc 和 free 函数：

• 功能：realloc 函数用于修改先前分配的内存块的大小。
• 用法：void* realloc(void* ptr, size_t size)
• 参数：ptr 是指向先前分配内存块的指针，size 是新的内存块大小。
  返回值：如果分配成功，返回一个指向重新分配内存块的指针；如果分配失败，返回 NULL。
• 初始化：如果新分配的空间比原来的内存块大，realloc
  函数会复制原内存块中的内容到新分配的空间中；如果新分配的空间比原来的内存块小，那么超出新空间范围的内容将丢失。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int main() {
    int* numbers;

    // 分配 5 个整数大小的内存块
    numbers = (int*)malloc(5 * sizeof(int));
    if (numbers == NULL) {
        printf("内存分配失败\n");
        return 1;
    }

    // 修改内存块大小为 10 个整数大小
    numbers = (int*)realloc(numbers, 10 * sizeof(int));
    if (numbers == NULL) {
        printf("内存重新分配失败\n");
        return 1;
    }

    // 释放动态分配的内存
    free(numbers);

    return 0;
}

这些内存函数在使用时需要注意以下事项：

• 在调用内存分配函数后，需要检查返回的指针是否为 NULL，以确保内存分配成功。
• 动态分配的内存块在使用完毕后必须通过调用 free 函数进行释放，以避免内存泄漏。
• 调用 realloc 函数修改内存块的大小时，如果新的内存分配失败，原始内存块的内容仍然保持有效，因此需要检查返回的指针是否为 NULL。

malloc、calloc 和 realloc 这三个内存分配函数的对比：

• malloc 和 calloc 都是用于动态分配内存，但 malloc 不进行初始化，calloc 初始化为零。
• calloc 通常更适合分配数组类型的内存块，因为它可以将每个元素初始化为零。
• realloc 可以用于修改先前分配内存块的大小，可以扩大或缩小内存块，并且还可以用于释放内存。
• 使用这些函数时，要记得检查返回的指针是否为 NULL，以确保内存分配或重新分配成功。（assert或者if判断）