浅谈“C语言动态内存管理：malloc/calloc/realloc/free”

1.malloc

• 声明：

void *malloc(size_t size);

• 作用：分配足够的内存给大小为size的对象，并返回指向所分配区域的第一个字节的指针，若内存不够,则返回NULL，并且 不对分配的空间进行初始化。（其中，指针的类型为void*，size_t代表的是unsigned int）
• 举例说明：

int *number;
number = (int *)malloc(sizeof(int));//分配一个大小为sizeof(int)的存储空间,返回的指针需要强转成需要的类型
if (NULL == number)//判断调用是否成功，不成功就退出
{
    exit(0);
}
*number = 100;//内存里的内容没有被初始化，值不确定，此处需要初始化
free(number);//用完之后要free，释放内存
number = NULL;//防止出现野指针

注意：如果size是0，那么返回值不确定，取决于不同库的实现，但是返回值必定是不能引用的。
如果调用失败，则返回空指针。

2.calloc

• 声明：

void* calloc (size_t num, size_t size);

• 作用：为一个大小为num的数组分配内存，每个元素的大小是size，并且将每个元素初始化为0，同时返回指向所分配区域的第一个字节的指针。若内存不够，则返回NULL。
• 举例说明：

int *number;
int i = 0;
number = (int *)calloc(3, sizeof(int));//分配一个大小为3*sizeof(int)的存储空间,
if (NULL == number)//判断调用是否成功，不成功就退出
{
    exit(0);
}
for (i; i<3; i++)
{
    printf(“address:%d number[%d] = %d\n”, &number[i], i, number[i]);//打印结果是0
}
free(number);//用完之后要free，释放内存
number = NULL;//防止出现野指针

注意：如果size是0，那么返回值不确定，取决于不同库的实现，但是返回值必定是不能引用的。
如果调用失败返回空指针。

3.realloc

• 声明：

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

• 作用：将ptr所指向的内存空间的大小改为size个字节。
  如果新分配的内存比原内存大， 那么原内存的内容保持不变，增加的空间不进行初始化。
  如果新分配的内存比原内存小，那么新内存保持原内存的内容，增加的空间不进行初始化。
  返回指向新分配空间的指针。若内存不够,则返回NULL，原ptr指向的内存区不变。
• 举例说明：

int * number;
int * renumber;
number = (int *)calloc(5, sizeof(int))
if (NULL == number)//判断调用是否成功，不成功就退出
{
    exit(0);
}

renumber = (int *)realloc(number, 3 * sizeof(int));
if (NULL != renumber)//如果分配成功，就让number指向新分配的内存，这样不会造成内存泄漏,因为number原来指向的内存已经被自动回收。
{ 
    number = renumber;
}
renumber = NULL;
//...
free(number);//这里只需要free number就可以了。
number = NULL;

注意：
（1）如果size为0：
- 在C90(C++98)标准里，会回收ptr指针指向的内存，并且返回空指针。
- 在C99(C++11)标准里，会返回一个不能被引用的地址（不确定是不是空指针，取决于不同的库实现）
（2）如果函数调用失败，会返回一个空指针，ptr所指向内存也不会被回收，即会保持原来的ptr不变（地址不变，内容不变）。
（3）如果返回的是空指针：
- 在C90(C++98)标准里可能性有两种：
1).size为0(ptr指向的地址将会被回收)；
2).函数没有申请到内存空间(ptr指向的地址将不会改变)
- 在C99(C++11)标准里只有一种可能：函数申请内存空间失败。

4.free

• 声明：

void free (void* ptr);

• 作用：回收由malloc/calloc/realloc分配的内存空间。

5.malloc/calloc/realloc三者的异同

• 不同：
  malloc/realloc不对新分配的内存进行初始化，当前值不确定，如果要使用这两个函数分配内存，必须使用memset函数对其内存初始化为0；而calloc分配的内存全部初始化为0；

int* p=NULL;
p=(int*)malloc(sizeof(int));
if(p==NULL)
//...
memset(p,0,siezeof(int));

• 相同：
  （1）malloc/calloc/realloc（以及free），都是C标准提供的来实现堆上内存管理的函数，使用这些函数需要包含头文件stdlib.h。
  （2）malloc/calloc/realloc均返回void*指针，使用前需要进行强制类型转换。
  （3）malloc/calloc/realloc分配的内存不再使用时需调用free进行内存回收。