realloc 实现原理

`realloc` 函数用于重新分配已经分配的内存块的大小，其原型为：

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

其中，`ptr` 是指向已分配内存块的指针，`size` 是新的内存块大小。该函数会返回一个新的指针，指向重新分配后的内存块。如果无法重新分配，则返回 `NULL`。

`realloc` 函数的实现原理如下：

1. 如果 `ptr` 为 `NULL`，则等价于调用 `malloc(size)`。
2. 如果 `size` 为 0，则等价于调用 `free(ptr)`。
3. 如果新的内存块大小 `size` 小于或等于原来的大小，则不进行任何操作，直接返回原来的指针 `ptr`。
4. 如果新的内存块大小 `size` 大于原来的大小，则需要进行重新分配。此时有两种情况：
- 如果原来的内存块后面有足够的空闲空间，可以直接扩展原来的内存块，然后返回原来的指针 `ptr`。
- 如果原来的内存块后面没有足够的空闲空间，则需要重新分配一个新的内存块，并将原来的数据复制到新的内存块中，最后释放原来的内存块，然后返回新的指针。

由于 `realloc` 函数可能会重新分配内存块，因此它可能会导致已存在的指向该内存块的指针变为无效指针。因此，在使用 `realloc` 函数时，需要注意保存指向该内存块的所有指针，并在调用 `realloc` 函数后重新赋值。

相关问题

编译器内存分配实现原理

编译器内存分配实现原理如下：
1.栈内存分配：在函数调用时，编译器会为每个函数调用分配一块栈内存，用于存储函数的参数、局部变量和返回地址等信息。栈内存的分配和释放是由编译器自动完成的，无需手动管理。
2.堆内存分配：堆内存的分配和释放需要手动管理，通常使用malloc、calloc、realloc等函数进行分配。这些函数会在堆上分配一块指定大小的内存，并返回指向该内存块的指针。堆内存的释放需要使用free函数进行释放，否则会导致内存泄漏。
3.全局变量和静态变量的内存分配：全局变量和静态变量的内存分配是在程序启动时完成的，它们的内存空间在程序的整个生命周期中都存在，直到程序结束才会被释放。

malloc 的底层实现原理

malloc的底层实现原理是通过系统调用函数brk()或mmap()来实现动态内存分配。当申请的内存大小小于128k时，malloc会调用brk()函数来移动指针_enddata来开辟空间；当申请的内存大小大于128k时，malloc会调用mmap()函数来在虚拟地址空间中找一块空间来开辟。在内存释放时，malloc会调用free()函数来释放内存空间。此外，malloc还可以使用calloc()和realloc()函数来动态申请和调整内存空间大小。其中，calloc()函数会将申请的内存空间初始化为0，而realloc()函数则是对动态开辟空间大小的调整。