关于C语言中的动态内存分配基础！关键词malloc、alloc、realloc。

最新推荐文章于 2024-04-30 19:08:34 发布

寻寻寻寻

最新推荐文章于 2024-04-30 19:08:34 发布

阅读量827

点赞数

CC 4.0 BY-SA版权

分类专栏： C、C++语言知识补充文章标签： c++

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/SDU_st/article/details/109696079

C、C++语言知识补充专栏收录该内容

1 篇文章

订阅专栏

本文介绍了C语言中的内存分配区，包括代码区、全局初始化数据区、栈区和堆区。重点讲解了动态内存分配的关键词malloc、calloc和realloc的区别，如malloc分配的内存未初始化，calloc分配的内存会置零，realloc可以调整已分配内存的大小。文章强调了内存管理和释放的重要性，以及realloc可能导致内存移动的情况。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

20\11\14:初稿。

一、C语言的内存分配区

C语言分配如此多的区域，主要是因为：
一个进程在运行时，代码是根据流程依次执行的，代码只需访问一次，当然跳转或递归时代码会被执行多次，而数据一般都需要访问多次，因此单独开辟空间以便访问和节约空间。

（1）代码区（text）

代码区包括操作码和要操作的对象（或对象的地址引用），如果是立即数（即具体的数值，如2），将直接包含在代码中；如果是局部数据，将在栈中分配空间，然后引用该数据的地址；

（2）全局初始化数据区/静态数据区（data）

只初始化一次。在程序编译时，该区域已经被分配好了，这块内存在程序的整个运行期间都存在，当程序结束时，才会被释放。

（3）栈区（stack）

存放函数的参数值和局部变量，由编译器自动分配释放，其操作方式类似于数据结构的栈。其特点是不需要程序员去考虑内存管理的问题，很方便；同时栈的容量很有限，在Linux系统中，栈的容量只有8M，并且当相应的范围结束时（如函数），局部变量就不能再使用。

（4）堆区（heap）

有些操作对象只有在程序运行时才能确定，这样编译器在编译时就无法为他们预先分配空间，只有程序运行时才分配，这就是动态内存分配。堆区就是用于动态内存分配（如malloc的动态内存分配），堆在内存中位于bss区和栈区之间，一般由程序员申请和释放。

二、动态内存分配主要关键词；

（1）主要关键词：

<1>alloca是向栈申请内存,因此无需释放.

<2>malloc分配的内存是位于堆中的,并且没有初始化内存的内容,因此基本上malloc之后,调用函数memset来初始化这部分的内存空间.

<3>calloc则将初始化这部分的内存,设置为0.

<4>realloc则对malloc申请的内存进行大小的调整.

<5>申请的内存最终需要通过函数free来释放.
其中三个需要释放的关键字的函数声明：

void* malloc(unsigned size);
void* calloc(size_t numElements, size_t sizeOfElement);
void* realloc(void* ptr, unsigned newsize);

(1)函数malloc()

在内存的动态存储区中分配一块长度为size字节的连续区域，参数size为需要内存空间的长度，返回该区域的首地址.

(2)函数calloc()

与malloc相似,参数sizeOfElement为申请地址的单位元素长度,numElements为元素个数，即在内存中申请numElements*sizeOfElement字节大小的连续地址空间.

(3)函数realloc()

给一个已经分配了地址的指针重新分配空间,参数ptr为原有的空间地址,newsize是重新申请的地址长度.

（2）三者主要区别

(1)函数malloc不能初始化所分配的内存空间,而函数calloc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。此时就需要memset函数进行初始化。

(2)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,那么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,那么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。
(3)函数malloc向系统申请分配指定size个字节的内存空间.返回类型是 void类型.void表示未确定类型的指针.C++规定，void* 类型可以强制转换为任何其它类型的指针。由此也可以理解，为什么每用一个malloc就需要进行一个强制类型转换。例：
Pointer=(int *)malloc(sizeof(int));
(4)realloc可以对给定的指针所指的空间进行扩大或者缩小，无论是扩张或是缩小，原有内存的中内容将保持不变.当然，对于缩小，则被缩小的那一部分的内容会丢失。realloc并不保证调整后的内存空间和原来的内存空间保持同一内存地址。相反，realloc返回的指针很可能指向一个新的地址。

(5)realloc是从堆上分配内存的.当扩大一块内存空间时，realloc()试图直接从堆上现存的数据后面的那些字节中获得附加的字节，如果能够满足，自然天下太平；如果数据后面的字节不够，问题就出来了，那么就使用堆上第一个有足够大小的自由块，现存的数据然后就被拷贝至新的位置，而老块则放回到堆上.这句话传递的一个重要的信息就是数据可能被移动。

#include <stdio.h>  
#include <malloc.h>  
 
int main(int argc, char* argv[])  
{  
   char *p,*q;  
   p = (char *)malloc(10);  
   q = p;  
   p = (char *)realloc(p,10);  
   printf("p=0x%x/n",p);  
   printf("q=0x%x/n",q);  
     
   return 0;  
}  
  输出结果:realloc后，内存地址不变  
           p=0x431a70  
           q=0x431a70  
 
  例2:  
           #include <stdio.h>  
#include <malloc.h>  
 
int main(int argc, char* argv[])  
{  
   char *p,*q;  
   p = (char *)malloc(10);  
   q = p;  
   p = (char *)realloc(p,1000);  
   printf("p=0x%x/n",p);  
   printf("q=0x%x/n",q);  
     
   return 0;  
}  
  输出结果:realloc后，内存地址发生了变化  
           p=0x351c0  
           q=0x431a70