malloc calloc realloc的对比

函数原型

三个函数的声明分别是:

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

三个分配函数都在stdlib.h函数库内.基本上都是C函数库实现的,跟OS无关.C函数库内部通过一定的结构来保存当前有多少可用内存.如果程序malloc的大小超出了库里所留存的空间,那么将首先调用brk系统调用来增加可用空间,然后再分配空间.free时,释放的内存并不立即返回给os,而是保留在内部结构中. 可以打个比方: brk类似于批发,一次性的向OS申请大的内存,而malloc等函数则类似于零售,满足程序运行时的要求
使用这套机制的原因: 系统调用不能支持任意大小的内存分配(有的系统调用只支持固定大小以及其倍数的内存申请,这样的话,对于小内存的分配会造成浪费; 系统调用申请内存代价昂贵,涉及到用户态和核心态的转换

使用说明

1. malloc用于申请一段新的地址,参数size为需要内存空间的长度。如果指定的size为0，那么返回NULL或者一个特定的非空指针

2. 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。其分配效果类似于数组，第一个参数指定了元素个数，第二个参数指定了元素大小。如果元素个数为0，返回NULL或者一个特定非空指针

3. realloc是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。对malloc calloc realloc所分配的空间进行扩展。如果newsize大于原来的大小，则新增加的那部分内存是不会被初始化的。如果ptr为空，那么执行效果等价于malloc(newsize)。如果size==0而且ptr不为空，执行效果等价于free(ptr)

4. free的调用形式为free(void*ptr)：释放ptr所指向的一块内存空间。如果ptr为空，那么什么也不做，而如果ptr所指向的内存已经被free过了，此次调用就会发生不可预知的错误。比如释放了不该释放的空间，导致程序飞掉

注意，这里所说的空间长度都是以字节为单位

注意事项

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，如果这部分内存空间曾经被分配、释放和重新分配，则其中可能遗留各种各样的数据。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)能正常运行，但经过一段时间后(内存空间已被重新分配)可能会出现问题。所以一般malloc之后都会使用memset()进行内存空间的初始化。

calloc() 函数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零；如果你是 为指针类型的元素分配内存，那么这些元素通常(但无法保证)会被初始化为空指针；如果你是为实数类型的元素分配内存，那么这些元素可能(只在某些计算机 中)会被初始化为浮点型的零。也就是说对于指针类型或者是浮点类型，calloc()并不能保证初始化为正确的零值。