C语言存储器分配函数详解：malloc, calloc, realloc与free

本文档主要介绍了存储器分配在ANSI C中的使用，涉及到动态内存管理的三个关键函数：malloc、calloc和realloc，以及释放内存的free函数。同时，文档还提及了UNIX环境中的高级编程知识，包括文件和目录管理、输入输出、进程、错误处理、用户标识、信号、时间值、系统调用和库函数等概念。 在C语言中，动态内存分配是通过以下三个函数来实现的： 1. `malloc`：它用于分配指定字节数的内存空间，但分配的内存区域的初始值是不确定的。例如，如果你需要分配10个整数的内存，可以使用`malloc(10 * sizeof(int))`。返回的指针可以用来访问这个内存块。 2. `calloc`：这个函数为指定数量的对象分配内存，每个对象的大小是预先给定的。不同于`malloc`，`calloc`会将分配的所有位都初始化为0。如果要分配10个整数且初始化为0，可以使用`calloc(10, sizeof(int))`。 3. `realloc`：这个函数用于改变之前分配的内存区域的大小，可以增加或减少。如果增加内存，可能会导致原有内容被移动到新位置，而新增部分的初始值未定义。例如，如果想将之前分配的10个整数的内存扩展到20个，可以使用`realloc(ptr, 20 * sizeof(int))`，其中`ptr`是原来的内存指针。 4. `free`：这个函数用于释放之前通过`malloc`、`calloc`或`realloc`分配的内存。调用`free(ptr)`后，相应的内存将被归还给系统。 在UNIX环境中，这些函数遵循一定的对齐规则，确保返回的指针可以用于存储任何类型的数据。例如，如果系统中最严格的对齐要求是double类型（8字节），那么分配的内存地址应该是8的倍数。由于这些函数返回的是void指针，可以直接赋值给其他类型的指针，无需显式类型转换，前提是已经包含了`<stdlib.h>`头文件。 文档还提到了一些UNIX基础概念，如： - 文件系统、文件名和路径名：文件系统组织了文件和目录，文件名和路径名用于标识文件的位置。 - 输入和输出：包括文件描述符、标准输入/输出/错误，以及缓冲I/O和无缓冲I/O的概念。 - 进程和进程控制：进程是执行中的程序，有独立的进程ID，可以进行创建、终止和控制。 - 用户标识：包括用户ID和组ID，用于权限管理和访问控制。 - 信号：一种进程间通信的方式，用于发送异步通知。 - 时间值：UNIX时间戳用于表示时间。 - 系统调用和库函数：操作系统提供的低级接口和方便开发的函数库。 此外，文档还讨论了UNIX的标准化（如ANSI C、IEEE POSIX、X/Open）和不同实现之间的差异，以及如何处理各种限制和功能测试宏。文件I/O部分涵盖了打开、创建、关闭、定位、读写等操作，以及文件共享、原子操作和相关的系统调用函数。 这份资源提供了关于存储器分配和UNIX环境高级编程的详细知识，对于理解C语言的内存管理和UNIX系统编程是很有帮助的。