一看就懂的动态内存管理2

好了承接上文，我们来讲

calloc函数

calloc 是 C 语言中另一个用于动态内存分配的函数。与 malloc 不同，calloc 不仅分配内存，还会将分配的内存初始化为零。这在某些情况下非常有用，特别是当你需要一个初始值为零的数组或结构时。

void* calloc(size_t num, size_t size);

size_t num：要分配的元素数量。
size_t size：每个元素的大小（以字节为单位）。
返回值：指向分配内存的指针，如果分配失败还是返回 NULL。

函数的功能是为 num 个大小为 size 的元素开辟一块空间，并且把空间的每个字节初始化为0。

与函数 malloc 的区别只在于 calloc 会在返回地址之前把申请的空间的每个字节初始化为全0。

举个例子

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int main() {
    int *ptr;
    int n = 5;

    // 分配并初始化内存
    ptr = (int*)calloc(n, sizeof(int));
    if (ptr == NULL) {
        printf("内存分配失败\n");
        return 1;
    }

    // 打印结果，验证内存是否被初始化为零
    for (int i = 0; i < n; i++) {
        printf("%d ", ptr[i]);
    }
    printf("\n");

    // 使用分配的内存
    for (int i = 0; i < n; i++) {
        ptr[i] = i * 2;
    }

    // 再次打印结果
    for (int i = 0; i < n; i++) {
        printf("%d ", ptr[i]);
    }
    printf("\n");

    // 释放内存
    free(ptr);
    ptr = NULL;  // 将指针设置为 NULL

    return 0;
}

这里输出结果是

0 0 0 0 0 
0 2 4 6 8 

正因为calloc 会将分配的内存块中的所有字节初始化为零。这对于需要初始化为零的数据结构特别有用。而且calloc 分配的内存通常是按平台的字节对齐要求进行对齐的。

不信我们来看，这里我们在vs里面看一下内存的具体地址

这样就很直观的看出来，是按照字节的对齐要求来初始化的了。

realloc函数

realloc 是 C 语言中用于重新分配内存的函数。它允许你调整之前通过 malloc、calloc 或 realloc 分配的内存块的大小。

如果需要更多的内存，realloc 会尝试扩展现有的内存块；

如果需要更少的内存，realloc 会尝试缩小现有的内存块。

如果无法在原位置调整内存大小，realloc 会分配一个新的内存块，并将原有数据复制到新位置，然后释放原有的内存块。

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

ptr：要调整的内存地址。如果 ptr 为 NULL，则 realloc 的行为类似于 malloc(new_size)。

new_size：调整之后新大小。

返回值：为调整之后的内存起始位置。如果重新分配失败，返回 NULL，并且原来的内存块保持不变。

realloc在调整内存空间的是存在两种情况：

情况1：原有空间之后有足够大的空间

情况2：原有空间之后没有足够大的空间      这里画图给大家讲解一下

情况1当是情况1 的时候，要扩展内存就直接原有内存之后直接追加空间，原来空间的数据不发生变化。

情况2当是情况2的时候，原有空间之后没有足够多的空间时，扩展的方法是：在堆空间上另找一个合适大小的连续空间来使用。这样函数返回的是一个新的内存地址。

由于上述的两种情况，realloc函数的使用就要注意一些。举个例子

#include <stdio.h>
 
int main()
{
 int *ptr = malloc(100);
 if(ptr != NULL)
 {
     //业务处理
 }
 else
 {
     exit(EXIT_FAILURE);    
 }
 //扩展容量
 //代码1
 ptr = realloc(ptr, 1000);//这样可以吗？(如果申请失败会如何？)

如果realloc申请内存失败，它会返回NULL。因此，你需要检查realloc的返回值，以确保操作成功。如果失败，通常的做法是保留原有的内存块并进行错误处理。

void* temp = realloc(ptr, 1000);
if (temp == NULL) {
    // 内存分配失败，处理错误
    fprintf(stderr, "Memory reallocation failed\n");
    // 可以选择释放原有内存并退出程序
    free(ptr);
    exit(EXIT_FAILURE);
} else {
    // 更新指针
    ptr = temp;
}

像这样，就可以正确处理了，这里再给大家放一段正确安全申请空间的代码供大家自己探索。有必要的注释在里面。

好，因为我的复制粘贴逐字成行的缘故，暂时写到这里，下一篇文章我会给大家讲一下一些动态内存管理的笔试题。

感谢阅读！