C/C++中的malloc、calloc和realloc

1. malloc

原型：extern void *malloc(unsigned int num_bytes);
頭文件：Visual C++6.0中能夠用malloc.h或者stdlib.h
功能：分配長度爲num_bytes字節的內存塊
返回值：若是分配成功則返回指向被分配內存的指針(此存儲區中的初始值不肯定)，不然返回空指針NULL。當內存再也不使用時，應使用free()函數將內存塊釋放。函數返回的指針必定要適當對齊，使其能夠用於任何數據對象。

函數聲明：void *malloc(size_t size);

說明：malloc向系統申請分配指定size個字節的內存空間。返回類型是void*類型。void*表示未肯定類型的指針。C,C++規定，void* 類型能夠強制轉換爲任何其它類型的指針。

備註：
　　 void*表示未肯定類型的指針，更明確的說是指申請內存空間時還不知道用戶是用這段空間來存儲什麼類型的數據（好比是 char仍是 int或者...）
　　從函數聲明上能夠看出。 malloc和 new至少有兩個不一樣:`new返回指定類型的指針，而且能夠自動計算所須要大小。

好比：

int *p;
p = new int; //返回類型爲int* 類型(整數型指針)，分配大小爲 sizeof(int);

// 或：
int* parr;
parr = new int [100]; //返回類型爲 int* 類型(整數型指針)，分配大小爲 sizeof(int) * 100;

而malloc則必需要由咱們計算字節數，而且在返回後強行轉換爲實際類型的指針。

int* p;
//分配128個（可根據實際須要替換該數值）整型存儲單元，並將這128個連續的整型存儲單元的首地址存儲到指針變量p中
p = (int *) malloc (sizeof(int)*128);
//分配12個double型存儲單元，並將首地址存儲到指針變量pd中
double *pd=(double *) malloc (sizeof(double)*12);

使用malloc時要注意：

• malloc函數返回的是void *類型。對於C++，若是你寫成：p = malloc (sizeof(int));則程序沒法經過編譯，報錯：「不能將void*賦值給int *類型變量」。因此必須經過(int *)來將強制轉換。而對於C，沒有這個要求，但爲了使C程序更方便的移植到C++中來，建議養成強制轉換的習慣
• 函數的實參爲sizeof(int)，用於指明一個整型數據須要的大小。若是你寫成：

int* p = (int *) malloc (1);

代碼也能經過編譯，但事實上只分配了1個字節大小的內存空間，當你往裏頭存入一個整數，就會有3個字節無家可歸，而直接「住進鄰居家」！形成的結果是後面的內存中原有數據內容被改寫。

malloc內部機制

malloc函數的實質體如今，它有一個將可用的內存塊鏈接爲一個長長的列表的所謂空閒鏈表。調用malloc函數時，它沿鏈接表尋找一個大到足以知足用戶請求所須要的內存塊。而後，將該內存塊一分爲二（一塊的大小與用戶請求的大小相等，另外一塊的大小就是剩下的字節）。接下來，將分配給用戶的那塊內存傳給用戶，並將剩下的那塊（若是有的話）返回到鏈接表上。調用free()函數時，它將用戶釋放的內存塊鏈接到空閒鏈上。到最後，空閒鏈會被切成不少的小內存片斷，若是這時用戶申請一個大的內存片斷，那麼空閒鏈上可能沒有能夠知足用戶要求的片斷了。因而，malloc函數請求延時，並開始在空閒鏈上翻箱倒櫃地檢查各內存片斷，對它們進行整理，將相鄰的小空閒塊合併成較大的內存塊。若是沒法得到符合要求的內存塊，malloc函數會返回NULL指針，所以在調用malloc動態申請內存塊時，必定要進行返回值的判斷。

2. calloc

函數聲明：void *calloc(unsigned n,unsigned size);
功能：在內存的動態存儲區中分配n個長度爲size的連續空間，函數返回一個指向分配起始地址的指針，若是分配不成功，返回NULL。

與malloc的區別：
calloc在動態分配完內存後，自動初始化該內存空間爲零，而malloc不初始化，裏邊數據是隨機的垃圾數據。

3. realloc

原型：extern void *realloc(void *mem_address, unsigned int newsize);
頭文件：#include <stdlib.h>
功能：先判斷當前的指針是否有足夠的連續空間，若是有，擴大mem_address指向的地址，而且將mem_address返回，若是空間不夠，先按照newsize指定的大小分配空間，將原有數據從頭至尾拷貝到新分配的內存區域，然後釋放原來mem_address所指內存區域，同時返回新分配的內存區域的首地址。即從新分配存儲器塊的地址。
返回值：若是從新分配成功則返回指向被分配內存的指針，不然返回空指針NULL。
使用語法：指針名 = (數據類型*)realloc(要改變內存大小的指針名，新的大小)。//新的大小必定要大於原來的大小否則的話會致使數據丟失！

注意：這裏原始內存中的數據仍是保持不變的。當內存再也不使用時，應使用 free()函數將內存塊釋放。