C语言动态内存分配函数详解

模板知识整理 - C语言内存管理函数 C语言中有多种函数用于内存管理，包括alloca、calloc、malloc、free、realloc、sbrk等。这些函数都是C语言标准库中的一部分，用于动态分配和释放内存空间。 **malloc函数** malloc函数是C语言中最基本的内存分配函数，它可以动态分配内存空间。malloc函数的原型为： ```c void* malloc(size_t size); ``` 其中，size参数指定了要分配的内存空间的大小。malloc函数返回所分配的内存空间的首地址。 malloc函数的工作机制是： 1. 首先，malloc函数会沿着空闲链表寻找一个大到足以满足用户请求所需要的内存块。 2. 然后，将该内存块一分为二（一块的大小与用户请求的大小相等，另一块的大小就是剩下的字节）。 3. 接下来，将分配给用户的那块内存传给用户，并将剩下的那块（如果有的话）返回到连接表上。 需要注意的是，malloc函数不能初始化所分配的内存空间。如果由malloc函数分配的内存空间原来没有被使用过，则其中的每一位可能都是0；反之，如果这部分内存曾经被分配过，则其中可能遗留有各种各样的数据。因此，使用malloc函数的程序需要调用函数memset来初始化这部分的内存空间。 **calloc函数** calloc函数也是C语言中用于动态分配内存空间的函数，它的原型为： ```c void* calloc(size_t numElements, size_t sizeOfElement); ``` 其中，numElements参数指定了要分配的元素的数量，sizeOfElement参数指定了每个元素的大小。calloc函数返回所分配的内存空间的首地址。 calloc函数的主要区别是，它可以初始化所分配的内存空间。如果你是为字符类型或整数类型的元素分配内存，那麽这些元素将保证会被初始化为0；如果你是为指针类型的元素分配内存，那麽这些元素通常会被初始化为空指针；如果你为实型数据分配内存，則这些元素会被初始化。 **free函数** free函数是C语言中用于释放内存空间的函数，它的原型为： ```c void free(void* ptr); ``` 其中，ptr参数指定了要释放的内存空间的首地址。 free函数的工作机制是，它将用户释放的内存块连接到空闲链表上。 **realloc函数** realloc函数是C语言中用于重新分配内存空间的函数，它的原型为： ```c void* realloc(void* ptr, size_t size); ``` 其中，ptr参数指定了要重新分配的内存空间的首地址，size参数指定了要重新分配的内存空间的大小。 realloc函数的工作机制是，它将原来的内存空间扩展或缩小到新的大小，并返回新的内存空间的首地址。 **sbrk函数** sbrk函数是C语言中用于管理堆栈的函数，它的原型为： ```c void* sbrk(intptr_t increment); ``` 其中，increment参数指定了要增加或减少的内存空间的大小。 sbrk函数的工作机制是，它将堆栈的大小增加或减少指定的大小，并返回新的堆栈指针。 C语言中的内存管理函数可以分为两类：一类是用于动态分配内存空间的函数，如malloc、calloc、realloc等；另一类是用于释放内存空间的函数，如free函数。正确地使用这些函数可以帮助程序员更好地管理内存空间，避免内存泄露和其他问题。