C语言中动态内存分配malloc、calloc和realloc函数解析

C语言中动态内存分配函数解析

在C语言中，动态内存分配是一种重要的技术，它允许程序在运行时动态地分配和释放内存。C语言提供了几个函数来实现动态内存分配，其中包括malloc、calloc和realloc函数。本文将详细解析这三个函数的用法和区别。

1. malloc函数

malloc函数用于在堆上分配指定大小的内存块。它的函数原型如下：

void* malloc(size_t size);

• size参数表示要分配的内存块的大小，以字节为单位。
• malloc函数返回一个指向分配内存块的指针，如果分配失败，则返回NULL。

下面是一个使用malloc函数的示例：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int main() {
    int* ptr;
    int n = 5;

    // 分配内存块
    ptr = (int*)malloc(n * sizeof(int));

    if (ptr == NULL) {
        printf(\"内存分配失败\
\");
        return 1;
    }

    // 使用分配的内存块
    for (int i = 0; i < n; i++) {
        ptr[i] = i + 1;
    }

    // 打印结果
    for (int i = 0; i < n; i++) {
        printf(\"%d \", ptr[i]);
    }

    // 释放内存块
    free(ptr);

    return 0;
}

在上面的示例中，我们使用malloc函数分配了一个包含5个整数的内存块，并使用指针ptr指向该内存块。然后，我们使用循环将1到5的整数存储到分配的内存块中，并打印结果。最后，我们使用free函数释放了分配的内存块。

2. calloc函数

calloc函数用于在堆上分配指定数量和大小的连续内存块，并将其初始化为零。它的函数原型如下：

void* calloc(size_t num, size_t size);

• num参数表示要分配的内存块的数量。
• size参数表示每个内存块的大小，以字节为单位。
• calloc函数返回一个指向分配内存块的指针，如果分配失败，则返回NULL。

下面是一个使用calloc函数的示例：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int main() {
    int* ptr;
    int n = 5;

    // 分配内存块并初始化为零
    ptr = (int*)calloc(n, sizeof(int));

    if (ptr == NULL) {
        printf(\"内存分配失败\
\");
        return 1;
    }

    // 打印结果
    for (int i = 0; i < n; i++) {
        printf(\"%d \", ptr[i]);
    }

    // 释放内存块
    free(ptr);

    return 0;
}

在上面的示例中，我们使用calloc函数分配了一个包含5个整数的内存块，并将其初始化为零。然后，我们打印了分配的内存块中的内容，并使用free函数释放了分配的内存块。

3. realloc函数

realloc函数用于重新分配已经分配的内存块的大小。它的函数原型如下：

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

• ptr参数是一个指向已分配内存块的指针。
• size参数表示重新分配后的内存块的大小，以字节为单位。
• realloc函数返回一个指向重新分配内存块的指针，如果分配失败，则返回NULL。

下面是一个使用realloc函数的示例：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int main() {
    int* ptr;
    int n = 5;

    // 分配内存块
    ptr = (int*)malloc(n * sizeof(int));

    if (ptr == NULL) {
        printf(\"内存分配失败\
\");
        return 1;
    }

    // 打印结果
    for (int i = 0; i < n; i++) {
        printf(\"%d \", ptr[i]);
    }

    // 重新分配内存块的大小
    n = 10;
    ptr = (int*)realloc(ptr, n * sizeof(int));

    if (ptr == NULL) {
        printf(\"内存分配失败\
\");
        return 1;
    }

    // 使用重新分配的内存块
    for (int i = 0; i < n; i++) {
        ptr[i] = i + 1;
    }

    // 打印结果
    for (int i = 0; i < n; i++) {
        printf(\"%d \", ptr[i]);
    }

    // 释放内存块
    free(ptr);

    return 0;
}

在上面的示例中，我们首先使用malloc函数分配了一个包含5个整数的内存块，并打印了分配的内存块中的内容。然后，我们使用realloc函数重新分配了内存块的大小为10个整数，并使用循环将1到10的整数存储到重新分配的内存块中，并打印结果。最后，我们使用free函数释放了分配的内存块。

总结

• malloc函数用于分配指定大小的内存块。
• calloc函数用于分配指定数量和大小的连续内存块，并将其初始化为零。
• realloc函数用于重新分配已经分配的内存块的大小。

以上是关于C语言中动态内存分配函数malloc、calloc和realloc的详细解析，希望对你有帮助。