malloc、calloc、realloc、new以及alloca函数区别

比眉伴天荒 2022-08-03 16:36 186阅读 0赞

malloc、calloc、realloc、new以及alloca函数

一、综合叙述

1) malloc 函数： void \*malloc(unsigned int size)

在内存的动态分配区域中分配一个长度为size的连续空间，如果分配成功，则返回所分配内存空间的首地址，否则返回NULL，申请的内存不会进行初始化。

2）calloc 函数： void \*calloc(unsigned int num, unsigned int size)

按照所给的数据个数和数据类型所占字节数，分配一个 num \* size **连续的空间**。**calloc向堆申请内存空间**后，**会自动初始化内存空间为 0**，但是malloc不会进行初始化，其内存空间存储的是一些随机数据。

3）realloc 函数： void \*realloc(void \*ptr, unsigned int size)

动态分配一个长度为size的内存空间，并把内存空间的首地址赋值给ptr，把ptr内存空间调整为size。**向堆申请的内存空间**不会进行初始化。

4）new是动态分配内存的运算符，自动计算需要分配的空间，在分配类类型的内存空间时，同时调用类的构造函数，对内存空间进行初始化，即完成类的初始化工作。动态分配内置类型是否自动初始化取决于变量定义的位置，在函数体外定义的变量都初始化为0，在函数体内定义的内置类型变量都不进行初始化。**向堆申请的内存空间，对于内置类型的数据不进行初始化，非内置类型的数据默认调用其构造函数初始化。**

5）函数alloca：是可返回一个指向n个连续字符存储单元的指针，alloc函数的调用者可以利用该指针存储字符序列。**向栈申请内存，不需手动释放。**其调用序列与malloc相同，但是它是在当前函数的栈帧上分配存储空间，而不是在堆中。其优点是：当 函数返回时，自动释放它所使用的栈帧，所以不必再为释放空间而费心。其缺点是：某些系统在函数已被调用后不能增加栈帧长度，于是也就不能支持alloca 函数。尽管如此，很多软件包还是使用alloca函数，也有很多系统支持它。

二、C中的标准

ANSI C说明了三个用于存储空间动态分配的函数  
(1) malloc 分配指定字节数的存储区。此存储区中的初始值不确定  
(2) calloc 为指定长度的对象，分配能容纳其指定个数的存储空间。该空间中的每一位(bit)都初始化为0  
(3) realloc 更改以前分配区的长度(增加或减少)。当增加长度时，可能需将以前分配区的内容移到另一个足够大的区域，而新增区域内的初始值则不确定

三、细微差别以及一些关键实例

malloc与calloc的区别为1块与n块的区别：  
malloc调用形式为(类型\*)malloc(size)：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，返回该区域的首地址。  
calloc调用形式为(类型\*)calloc(n，size)：在内存的动态存储区中分配n块长度为“size”字节的连续区域，返回首地址。  
realloc调用形式为(类型\*)realloc(\*ptr，size)：将ptr内存大小**增大到size。(也可以缩小，缩小的内容消失**)。

另外有一点不能直接看出的区别是，malloc 只管分配内存，并不能对所得的内存进行初始化，所以得到的一片新内存中，其值将是随机的。calloc在动态分配完内存后，自动初始化该内存空间为零。

realloc有个细节需要注意：

无非就是将已经存在的一块内存扩大。

char\* p = malloc(1024);  
char\* q = realloc(p,2048);

现在的问题是我们应该如何处理指针 p。 刚开始按照我最直观的理解，如果就是直接将 p = NULL;。 到最后只需要释放 q的空间就可以了。

因为最近在做个封装。结果在做单元测试的时候发现。有时候我在 free(q); 的时候会出错。这样我就郁闷了。

后来仔细一跟踪，发现 realloc 完以后 q 和 p 的指针地址是一样。不过有时候又不一样。

仔细查了下资料。得到如下信息：

1.如果 当前连续内存块足够 realloc 的话，只是将p所指向的空间扩大，并返回p的指针地址。 这个时候 q 和 p 指向的地址是一样的。

2.如果 当前连续内存块不够长度，再找一个足够长的地方，分配一块新的内存，q，并将 p指向的内容 copy到 q，返回 q。并将p所指向的内存空间删除。

这样也就是说 realloc 有时候会产生一个新的内存地址 有的时候不会。所以在分配完成后。我们需要判断下 p 是否等于 q。并做相应的处理。

这里有点要注意的是要避免 p = realloc(p,2048); 这种写法。有可能会造成 realloc 分配失败后，p原先所指向的内存地址丢失。