malloc、calloc、realloc、alloca的区别

前言

malloc、calloc、realloc、alloca这些都是用于内存分配的函数，但是作用 以及 分配的内存区域不同。

• malloc、calloc、realloc分配的内存是在堆中的
• alloca分配的内存是在栈中的

在堆内分配内存

特点

• 在堆内分配内存都得手动调用free进行手动释放
  • 否则会内存泄露（分配的内存放着不用，然而内存是有限的）

malloc（Memory Allocation 内存分配）

作用

在 堆 中分配指定大小的连续内存块

特点
分配的内存不会进行初始化，内容随机

函数声明

void* malloc(size_t size);

使用说明

• 成功分配则 返回一个 指向分配内存的指针（无类型指针void*）

  • 因为是返回的是无类型指针void* 所以需要进行强制类型转换

    int* ptr = (int*)malloc(5 * sizeof(int)); // 分配 5 个 int 的空间
    

• 分配失败则返回 空指针NULL

calloc（Contiguous Allocation 连续分配）

作用

在 堆 中分配 指定块数量及每块大小 的连续内存块，并将每个字节初始化为0

特点
分配的内存会默认初始化为 0
函数声明

// num：块数量      size：每块大小
void* calloc(size_t num, size_t size);

使用说明

• 成功分配则 返回一个 指向分配内存的指针（无类型指针void*）

  int* ptr = (int*)calloc(5, sizeof(int)); // 分配 5 个 int 的空间，初始化为 0
  

• 分配失败则返回 空指针NULL

realloc（Reallocate Memory 重新分配内存）

作用
修改已分配内存块的大小（增大或缩小 malloc 或 calloc 分配的内存）

• 如果旧内存块无法扩展，realloc 会分配新的内存块并将原内容复制到新块。
• 如果新大小 比 原大小 大，新增的内存内容不初始化。
• 如果新大小 比 原大小 小，则保留原内存中前 new_size 字节 内容不变，释放后面多余的内存

函数声明

// ptr：之前已分配的内存指针      new_size：新的内存大小
void* realloc(void* ptr, size_t new_size);

使用说明

• 成功分配则 返回一个 指向分配内存的指针（无类型指针void*）

  ptr = (int*)realloc(ptr, 10 * sizeof(int)); // 将内存大小调整为 10 个 int
  

• 分配失败则返回 空指针NULL

在栈内分配内存

特点

• 栈内分配的内存不需要手动释放，它会随着函数结束后自动释放

alloca（Allocate on Stack 在栈中分配）

作用

在 栈 中分配内存

特点

• 比 在堆中分配内存 要快

函数声明

void* alloca(size_t size);

使用说明

• 成功分配则 返回一个 指向分配内存的指针（无类型指针void*）

  int* ptr = (int*)alloca(5 * sizeof(int)); // 栈上分配 5 个 int 的空间
  

• 分配失败则返回 空指针NULL

总结

使用场景

• alloca: 临时内存需求，快速分配和自动释放，但注意栈溢出风险。
• realloc: 动态调整已分配内存的大小，适用于动态增长或缩减内存。
• calloc: 分配并初始化为 0，适用于需要清零的动态内存。
• malloc: 动态分配内存，适用于不需要初始化的内存需求。