内存分配函数 malloc、realloc、calloc

C 语言主要提供 malloc、realloc、calloc、alloca 与 aligned_alloc 等内存分配函数来实现对内存的分配功能。

1) malloc 函数原型如下：

void * malloc (size_t size);

该函数用于从堆中分配内存空间，内存分配大小为 size。如果内存分配成功，则返回首地址；如果内存分配失败，则返回 NULL。

2) calloc 函数原型如下：

void * calloc (size_t num, size_t size );

该函数用于从堆中分配 num 个相邻的内存单元，每个内存单元的大小为 size。如果内存分配成功则返回第一个内存单元的首地址；否则内存分配失败，则返回 NULL。

从功能上看，calloc 函数与语句“malloc（num*size）”的效果极其相似。但不同的是，在使用 calloc 函数分配内存时，会将内存内容初始化为 0。

3) realloc 函数原型如下：

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

该函数用于更改已经配置的内存空间，它同样是从堆中分配内存的。当程序需要扩大一块内存空间时，realloc 函数试图直接从堆上当前内存段后面的字节中获得更多的内存空间，即它将首先判断当前的指针是否有足够的连续存储空间，如果有，则扩大 ptr 指向的地址，并且将 ptr 返回（返回原指针）；如果当前内存段后面的空闲字节不够，那么将先按照 size 指定的大小分配空间（使用堆上第一个能够满足这一要求的内存块），并将原有数据从头到尾拷贝到新分配的内存区域，然后释放原来 ptr 所指内存区域，同时返回新分配的内存区域的首地址，即重新分配存储器块的地址。

需要注意的是，参数 ptr 为指向先前由 malloc、calloc 与 realloc 函数所返回的内存指针，而参数 size 为新分配的内存大小，其值可比原内存大或小。其中：

• 如果 size 值比原分配的内存空间小，内存内容不会改变（即新内存保持原内存的内容），且返回的指针为原来内存的首地址（即 ptr）。
• 如果 size 值比原分配的内存空间大，则 realloc 不一定会返回原来的指针，原内存的内容保持不变，但新多出的内存则设为初始值。

最后，如果内存分配成功，则返回首地址；如果内存分配失败，则返回 NULL。