iOS零碎知识--C语言内存分配函数区别

无奈朝来寒雨，晚来风

1. malloc函数

malloc 函数可以从堆上获得指定字节的内存空间，其函数声明如下： 
void * malloc(int n)

其中，形参n为要求分配的字节数。

• 如果函数执行成功，malloc返回获得内存空间的首地址；

• 如果函数执行失败，那么返回值为NULL。

  • 由于malloc函数值的类型为void型指针，因此，可以将其值类型转换后赋给任意类型指针，这样就可以通过操作该类型指针来操作从堆上获得的内存空间。

  ** 需要注意的是,malloc函数分配得到的内存空间是未初始化的。因此，一般在使用该内存空间时，要调用另一个函数memset来将其初始化为全0。**

memset函数的声明如下：

 void * memset (void * p,int c,int n) ;

该函数可以将指定的内存空间按字节单位置为指定的字符c。其中，-

• p 为要清零的内存空间的首地址，
• c 为要设定的值，
• n 为被操作的内存空间的字节长度。

如果要用 memset 清0，变量 c 实参要为0。malloc函数和memset函数的操作语句一般如下：

int * p=NULL;
p=(int *)malloc(sizeof(int));
if(p==NULL)
printf(“Can’t get memory!\n”)；
memset(p,0,siezeof(int));

注意：通过malloc函数得到的堆内存必须使用memset函数来初始化。

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2. free函数

从堆上获得的内存空间在程序结束以后，系统不会将其自动释放，需要程序员来自己管理。一个程序结束时，必须保证所有从堆上获得的内存空间已被安全释放，否则，会导致内存泄露。

 free 函数可以实现释放内存的功能。其函数声明为：
 void free (void * p);

由于形参为void指针，free函数可以接受任意类型的指针实参

• free函数只是释放指针指向的内容，而该指针仍然指向原来指向的地方，此时，指针为野指针，如果此时操作该指针会导致不可预期的错误。
• 安全做法是：在使用free函数释放指针指向的空间之后，将指针的值置为NULL。

语句前加入以下两行语句：

 free(p);
 p=NULL;

* 注意：使用malloc函数分配的堆空间在程序结束之前必须释放。*

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3. calloc函数

  calloc函数的功能与malloc函数的功能相似，都是从堆分配内存。其函数声明如下：
  void *calloc(int n,int size);

函数返回值为void型指针。

• 如果执行成功，函数从堆上获得size X n的字节空间，并返回该空间的首地址。
• 如果执行失败，函数返回NULL。

• 该函数与malloc函数的一个显著不同时是，calloc函数得到的内存空间是经过初始化的，其内容全为0。calloc函数适合为数组申请空间，可以将size设置为数组元素的空间长度，将n设置为数组的容量。

* 提示：calloc函数的分配的内存也需要自行释放。*

4. realloc函数

realloc函数的功能比malloc函数和calloc函数的功能更为丰富，
可以实现内存分配和内存释放的功能，其函数声明如下：
 void * realloc(void * p,int n);

• 指针p必须为指向堆内存空间的指针，即由malloc函数、calloc函数或realloc函数分配空间的指针。

• realloc函数将指针 p指向的内存块的大小改变为n字节。
• 如果n小于或等于p之前指向的空间大小，那么。保持原有状态不变。
• 如果n大于原来p之前指向的空间大小，那么，系统将重新为p从堆上分配一块大小为n的内存空间，同时，将原来指向空间的内容依次复制到新的内存空间上，p之前指向的空间被释放。
• relloc函数分配的空间也是未初始化的。

注意：使用malloc函数，calloc函数和realloc函数分配的内存空间都要使用free函数或指针参数为NULL的realloc函数来释放。

注意：如果要使用realloc函数分配的内存，必须使用memset函数对其内存初始化

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下面要注意的几点是：

函数malloc（）和calloc（）都可以用来动态分配内存空间。

• malloc（）函数有一个参数，即分配的内存空间的大小，malloc在分配内存的时候会保留一定的空间用来记录分配情况，分配的次数越多，这些记录占用的空间就越多。另外，根据malloc实现策略的不同，malloc每次在分配的时候，可能分配的空间比实际要求的多些，多次分配会导致更多的这种浪费，当然，这些都跟malloc的实现有关；

• calloc（）函数有两个参数，分别为元素的个数和每个元素的大小，这两个参数的乘积就是要分配的内存空间的大小。如果调用成功，它们都将返回所分配内存空间的首地址。
• 函数malloc（）和calloc（）的主要区别是前者不能初始化所分配的内存空间，而后者可以。

• relloc（）可以对给定的指针所指的空间进行扩大或者缩小，无论是扩张或者缩小，原有内存中的内容将保持不变。当然，对于缩小，则被缩小的那一部分的内容会丢失。

• relloc（）并不保证调整后的内存空间和原来的内存空间保持同一内存地址，相反，relloc返回的指针很可能指向一个新地址。所以在代码中，我们必须将relloc的返回值，重新赋值给p：
  p=(int *) relloc (p,sizeof(int)*15);

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malloc()函数用来分配内存：将总共需要的字节数作为参数传递给该函数，返回值是指向最新分配的内存的指针，而如果内存没有分配好，则返回值是NULL。

malloc()的使用：

  some_type *pointer;
  pointer = malloc(count *
  sizeof(*pointer));

注：
(1) 这个方法保证malloc()会分配正确数量的内存，而不用考虑pointer的生命。如果pointer的类型后来变了，sizeof算子自动确保要分配的字节数仍然正确。

(2) malloc()返回的内存是“没有“初始化的。这块内存可能包含任何随机的垃圾，你可以马上用有效数据或者至少是用零来初始化这块内存。要用0初始化，可以用

void *memset(void *s, int c,
size_t n);

(3) malloc()最终通过缺页异常获取的物理内存中的原有数据，大多数情况下是0(但不能保证一定是0)

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calloc()函数是malloc的简单包装。它的主要优点是把动态分配的内存清零。

void *calloc(size_t nmemb,
size_t size);

有经验的程序员更喜欢使用calloc()，因为这样的话新分配内存的内容就不会有什么问题，调用calloc()肯定会清0，并且可以避免调用memset().

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memset

• 功 能: 将s所指向的某一块内存中的每个字节的内容全部设置为ch指定的ASCII值,

• 块的大小由第三个参数指定,这个函数通常为新申请的内存做初始化工作
  　用 法:

   void *memset(void *s, char ch, unsigned n);
  

代码示例 :

   buffer[] ="Hello world\n";
   printf("没有memset处理之前: %s\n", buffer);
   memset(buffer,  '*' , strlen(buffer) );
   printf("memset处理之后: %s\n", buffer);

输出结果：
没有memset处理之前 : Hello world
memset处理之后:************