C/C++内存管理：malloc/calloc/realloc区别和联系

头文件

它们三个头文件均为：

#include <stdlib.h>

函数原型

malloc

void *malloc(size_t size);

void* 表示未确定类型的指针，void *可以指向任何类型的数据。
参数： size为需要内存空间的长度。
返回值：成功返回系统分配的地址，失败返回NULL。

calloc

void *calloc(size_t num, size_t size);

函数功能：在内存的动态存储区中分配num个长度为size的连续空间.
参数：重点内容**num:元素个数。size:申请地址的单位元素长度.
返回值：成功返回系统分配的地址，失败返回NULL。

realloc

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

函数功能：先判断当前的指针是否有足够的连续空间，如果有，扩大memblock指向的地址，并且将memblock返回，如果空间不够，先按照size指定的大小分配空间，将原有数据从头到尾拷贝到新分配的内存区域，而后释放原来memblock所指内存区域（注意：原来指针是自动释放，不需要使用free），同时返回新分配的内存区域的首地址。即重新分配存储器块的地址。
**参数：**memblock为原有的空间地址。size是重新申请的地址长度 。
返回值：成功则返回指向被分配内存的指针，失败返回空指针NULL。
小结：

1. realloc失败的时候，返回NULL。
2. realloc失败的时候，原来的内存不改变，不会释放也不会移动。
3. 假如原来的内存后面还有足够多剩余内存的话，realloc的内存=原来的内存+剩余内存,realloc还是返回原来内存的地址; 假如原来的内存后面没有足够多剩余内存的话，realloc将申请新的内存，然后把原来的内存数据拷贝到新内存里，原来的内存将被free掉,realloc返回新内存的地址。
4. 如果size为0，效果等同于free()。这里需要注意的是只对指针本身进行释放，例如对二维指针**a，对a调用realloc时只会释放一维，使用时谨防内存泄露。
5. 传递给realloc的指针必须是先前通过malloc(), calloc(), 或realloc()分配的。
6. 传递给realloc的指针可以为空，等同于malloc。

注意：当内存不再使用时，应使用free()函数将内存块释放。
注意：这里的空间长度都是以字节为单位。

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用法举例

malloc

char *ptr = (char *)malloc(20);

申请20字节大小的空间。(malloc不初始化，里边数据是随机的垃圾数据。)

calloc

int *ptr=(int *)calloc(10,sizeof(int));

申请了10个大小为int大小的空间。(calloc在动态分配完内存后，自动初始化该内存空间为零)

realloc

char*p，*q;p = (char*)malloc(10);q = p;p = (char*)realloc(q,20);//通过realloc扩大p的空间，并把新的地址赋值给p。

区别

1. 函数malloc不能初始化所分配的内存空间,而函数calloc能.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.也就是说，使用malloc()函数的程序开始时(内存空间还没有被重新分配)能正常进行,但经过一段时间(内存空间还已经被重新分配)可能会出现问题.
2. 函数calloc()会将所分配的内存空间中的每一位都初始化为零,也就是说,如果你是为字符类型或整数类型的元素分配内存,那么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,那么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,则这些元素会被初始化为浮点型的零.
3. 函数malloc向系统申请分配指定size个字节的内存空间.返回类型是void*类型.void*表示未确定类型的指针.C/C++规定，void* 类型可以强制转换为任何其它类型的指针.
4. realloc可以对给定的指针所指的空间进行扩大或者缩小，无论是扩张或是缩小，原有内存的中内容将保持不变.当然，对于缩小，则被缩小的那一部分的内容会丢失.realloc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，realloc返回的指针很可能指向一个新的地址.
5. realloc是从堆上分配内存的.当扩大一块内存空间时，realloc()试图直接从堆上现存的数据后面的那些字节中获得附加的字节，如果能够满足，自然天下太平；如果数据后面的字节不够，问题就出来了，那么就使用堆上第一个有足够大小的自由块，现存的数据然后就被拷贝至新的位置，而老块则放回到堆上.这句话传递的一个重要的信息就是数据可能被移动.