realloc和free

realloc和free是C语言中用于动态内存管理的两个标准库函数，它们定义在<stdlib.h>头文件中。

1. realloc：该函数用于重新分配以前通过malloc、calloc或realloc获得的内存块的大小。如果重新分配成功，函数返回指向新分配内存的指针，该内存块的初始内容与旧内存块相同。如果重新分配失败（例如，没有足够的可用内存），则返回NULL，并且原始内存块的大小不会改变。

函数原型如下：

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

其中ptr是要调整大小的内存块的原始指针，size是新内存块的大小（字节）。

2. free：该函数用于释放之前通过动态内存分配函数（如malloc、calloc、realloc）获得的内存块。使用free释放内存后，该内存块应该被视为未分配，对它的访问可能会导致未定义的行为。

函数原型如下：

   void free(void *ptr);

其中ptr是指向要释放的内存块的指针。

在使用这两个函数时，需要注意：
- 传递给realloc的指针必须是之前通过动态内存分配函数获得的，且未使用free释放的指针。
- 使用free释放内存后，应当将指针设置为NULL，以避免悬挂指针的问题。
- 动态分配的内存块应该尽量匹配其使用需求的大小，避免频繁地使用realloc进行大小调整，因为这可能影响程序性能。
- 应该确保每个通过动态内存分配获得的内存块最终都被free释放，以避免内存泄漏。

相关问题

c 语言 malloc calloc realloc free 解释

在C语言中，动态内存分配与释放是非常常见的操作。C语言提供了四个函数来实现动态内存分配与释放，分别是malloc、calloc、realloc和free。

1. malloc函数

malloc函数用于在内存堆中分配一块指定大小的内存空间，并返回其首地址。其基本语法如下：

#include <stdlib.h>

void* malloc(size_t size);

其中，size_t是一个无符号整型类型，用于表示需要分配的内存空间大小（以字节为单位）。malloc函数返回一个void类型的指针，指向分配的内存空间的首地址。如果分配失败，则返回NULL。

例如，以下代码用于在内存堆中分配10个int类型的数组空间：

int *p = (int *) malloc(10 * sizeof(int));

2. calloc函数

calloc函数用于在内存堆中分配一块指定大小的内存空间，并将其清零，然后返回其首地址。其基本语法如下：

#include <stdlib.h>

void* calloc(size_t num, size_t size);

其中，num和size都是size_t类型的整数，用于表示需要分配的内存空间大小（以字节为单位）。calloc函数返回一个void类型的指针，指向分配的内存空间的首地址。如果分配失败，则返回NULL。

例如，以下代码用于在内存堆中分配10个int类型的数组空间，并将其清零：

int *p = (int *) calloc(10, sizeof(int));

3. realloc函数

realloc函数用于重新调整已经分配的内存空间的大小，可以扩大或缩小内存空间。其基本语法如下：

#include <stdlib.h>

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

其中，ptr是需要重新调整大小的内存空间的首地址，size是需要调整的大小（以字节为单位）。realloc函数返回一个void类型的指针，指向调整后的内存空间的首地址。如果调整失败，则返回NULL。

例如，以下代码用于将之前分配的10个int类型的数组空间扩大为20个int类型的数组空间：

int *p = (int *) malloc(10 * sizeof(int));
p = (int *) realloc(p, 20 * sizeof(int));

4. free函数

free函数用于释放之前分配的内存空间，将其归还给内存堆。其基本语法如下：

#include <stdlib.h>

void free(void* ptr);

其中，ptr是需要释放的内存空间的首地址。调用free函数后，该内存空间将不再可用，程序不能再访问该内存空间中的数据。

例如，以下代码用于释放之前分配的10个int类型的数组空间：

int *p = (int *) malloc(10 * sizeof(int));
free(p);

需要注意的是，为了避免内存泄漏和野指针问题，程序员需要谨慎使用动态内存分配与释放，尽量避免不必要的内存分配和释放。同时，为了确保程序的稳定性和可靠性，程序员需要在使用动态内存分配时，充分考虑内存分配失败的情况，并做好错误处理。

realloc

`realloc` 函数是 C 语言标准库中的一种内存管理函数，用于修改已经分配的内存块的大小。其原型为：

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

参数 `ptr` 是之前通过 `malloc`、`calloc` 或 `realloc` 分配的内存块的指针，参数 `size` 是需要重新分配的内存块的大小。如果成功，`realloc` 函数返回指向重新分配后的内存块的指针。如果失败，`realloc` 函数返回 `NULL`。

`realloc` 函数会尝试扩大或缩小内存块的大小，具体操作如下：

1. 如果 `ptr` 为 `NULL`，则等同于调用 `malloc(size)`，即分配 `size` 字节的内存块并返回指向该块内存的指针。
2. 如果 `size` 为 `0`，则等同于调用 `free(ptr)`，即释放 `ptr` 所指向的内存块，并返回 `NULL`。
3. 如果 `ptr` 不为 `NULL`，且 `size` 不为 `0`，则会尝试重新分配 `ptr` 所指向的内存块。
1. 如果重新分配后的内存块与原内存块的大小相同或更大，则直接返回 `ptr`。
2. 如果重新分配后的内存块比原内存块更小，则会截取原内存块中前面的一部分作为新的内存块，并将余下部分仍留在原内存块中。返回指向新的内存块的指针。
3. 如果重新分配后的内存块比原内存块更大，则会尝试扩大原内存块，如果原内存块所在的连续空闲内存块足够大，则直接扩大原内存块。否则，会重新分配一块更大的内存块，并将原内存块中的内容拷贝到新的内存块中。返回指向新的内存块的指针。

需要注意的是，`realloc` 函数可能会改变原先内存块的地址，因此必须将返回的指针重新赋值给原指针变量，如下面的示例所示：

int *p = malloc(10 * sizeof(int)); //分配 10 个 int 类型大小的内存块
p = realloc(p, 20 * sizeof(int)); //重新分配内存块大小为 20 个 int 类型
if (p == NULL) {
    //重新分配失败，处理错误
}
//重新分配成功，使用 p 指向的内存块