C语言编程中分配内存空间的相关函数

前端技术 2023/09/04 C++

C语言malloc()函数：动态分配内存空间
头文件：

#include <stdlib.h>

malloc() 函数用来动态地分配内存空间（如果你不了解动态内存分配，请查看：C语言动态内存分配及变量存储类别），其原型为：

void* malloc (size_t size);

【参数说明】size 为需要分配的内存空间的大小，以字节（Byte）计。

【函数说明】malloc() 在堆区分配一块指定大小的内存空间，用来存放数据。这块内存空间在函数执行完成后不会被初始化，它们的值是未知的。如果希望在分配内存的同时进行初始化，请使用 calloc() 函数。

【返回值】分配成功返回指向该内存的地址，失败则返回 NULL。

由于申请内存空间时可能有也可能没有，所以需要自行判断是否申请成功，再进行后续操作。

如果 size 的值为 0，那么返回值会因标准库实现的不同而不同，可能是 NULL，也可能不是，但返回的指针不应该再次被引用。

注意：函数的返回值类型是 void *，void 并不是说没有返回值或者返回空指针，而是返回的指针类型未知。所以在使用 malloc() 时通常需要进行强制类型转换，将 void 指针转换成我们希望的类型，例如：

char *ptr = (char *)malloc(10); // 分配10个字节的内存空间，用来存放字符

动态内存分配举例：

#include <stdio.h> /* printf, scanf, NULL */
#include <stdlib.h> /* malloc, free, rand, system */
int main ()
{
 int i,n;
 char * buffer;
 printf (\"输入字符串的长度：\");
 scanf (\"%d\", &i);
 buffer = (char*)malloc(i+1); // 字符串最后包含 \\0
 if(buffer==NULL) exit(1); // 判断是否分配成功
 // 随机生成字符串
 for(n=0; n<i; n++)
  buffer[n] = rand()%26+\'a\';
 buffer[i]=\'\\0\';
 printf (\"随机生成的字符串为：%s\\n\",buffer);
 free(buffer); // 释放内存空间
 system(\"pause\");
 return 0;
}

运行结果：

输入字符串的长度：20
随机生成的字符串为：phqghumeaylnlfdxfirc

C语言calloc()函数：分配内存空间并初始化
头文件：

#include <stdlib.h>

calloc() 函数用来动态地分配内存空间并初始化为 0，其原型为：

 void* calloc (size_t num, size_t size);

calloc() 在内存中动态地分配 num 个长度为 size 的连续空间，并将每一个字节都初始化为 0。所以它的结果是分配了 num*size 个字节长度的内存空间，并且每个字节的值都是0。

【返回值】分配成功返回指向该内存的地址，失败则返回 NULL。

如果 size 的值为 0，那么返回值会因标准库实现的不同而不同，可能是 NULL，也可能不是，但返回的指针不应该再次被引用。

注意：函数的返回值类型是 void *，void 并不是说没有返回值或者返回空指针，而是返回的指针类型未知。所以在使用 calloc() 时通常需要进行强制类型转换，将 void 指针转换成我们希望的类型，例如：

char *ptr = (char *)calloc(10, 10); // 分配100个字节的内存空间

calloc() 与 malloc() 的一个重要区别是：calloc() 在动态分配完内存后，自动初始化该内存空间为零，而 malloc() 不初始化，里边数据是未知的垃圾数据。下面的两种写法是等价的：

// calloc() 分配内存空间并初始化
char *str1 = (char *)calloc(10, 2);
// malloc() 分配内存空间并用 memset() 初始化
char *str2 = (char *)malloc(20);
memset(str2, 0, 20);

代码示例：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main ()
{
 int i,n;
 int * pData;
 printf (\"要输入的数字的数目：\");
 scanf (\"%d\",&i);
 pData = (int*) calloc (i,sizeof(int));
 if (pData==NULL) exit (1);
 for (n=0;n<i;n++)
 {
  printf (\"请输入数字 #%d：\",n+1);
  scanf (\"%d\",&pData[n]);
 }
 printf (\"你输入的数字为：\");
 for (n=0;n<i;n++) printf (\"%d \",pData[n]);
 
 free (pData);
 system(\"pause\");
 return 0;
}

运行结果：

要输入的数字的数目：4
请输入数字 #1：126
请输入数字 #2：343
请输入数字 #3：45
请输入数字 #4：234
你输入的数字为：126 343 45 234

上面的程序会将你输入的数字存储起来，然后输出。因为在程序运行时根据你的需要来动态分配内存，所以每次运行程序你可以输入不同数目的数字。

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