malloc和calloc的区别和联系

不念不忘少年蓝@ 2022-08-01 00:10 159阅读 0赞

# malloc()与 alloc() #

C语言跟内存分配方式

（1） 从静态存储区域分配。内存在程序编译的时候就已经分配好，这块内存在程序的整个运行期间都存在。例如全局变量，static变量。

（2） 在栈上创建。在执行函数时，函数内局部变量的存储单元都可以在栈上创建，函数执行结束时这些存储单元自动被释放。栈内存分配运算内置于处理器的指令集中，效率很高，但是分配的内存容量有限。

（3）从堆上分配，亦称动态内存分配。程序在运行的时候用malloc或new申请任意多少的内存，程序员自己负责在何时用free或delete释放内存。动态内存的生存期由我们决定，使用非常灵活，但问题也最多

C语言跟内存申请相关的函数主要有 alloca,calloc,malloc,free,realloc,sbrk等.其中alloca是向栈申请内存,因此无需释放. malloc分配的内存是位于堆中的,并且没有

初始化内存的内容,因此基本上malloc之后,调用函数memset来初始化这部分的内存空间. calloc则将初始化这部分的内存,设置为0. 而realloc则对malloc申请的内存进行大小的调整.申请的内存最终需要通过函数free来释放. 而sbrk则是增加数据段的大小;

malloc/calloc/free基本上都是C函数库实现的,跟OS无关.C函数库内部通过一定的结构来保存当前有多少可用内存.如果程序malloc的大小超出了库里所留存的空间,那么

将首先调用brk系统调用来增加可用空间,然后再分配空间.free时,释放的内存并不立即返回给os,而是保留在内部结构中. 可以打个比方: brk类似于批发,一次性的向OS申请大的内存,而malloc等函数则类似于零售,满足程序运行时的要求.这套机制类似于缓冲.使用这套机制的原因: 系统调用不能支持任意大小的内存分配(有的系统调用只支持固定大小以及其倍数的内存申请,这样的话,对于小内存的分配会造成浪费; 系统调用申请内存代价昂贵,涉及到用户态和核心态的转换.

函数malloc()和calloc()都可以用来分配动态内存空间，但两者稍有区别。

malloc()函数有一个参数，即要分配的内存空间的大小：

Void \*malloc(size\_t size);

calloc()函数有两个参数，分别为元素的数目和每个元素的大小，这两个参数的乘积就是要分配的内存空间的大小：

void \*calloc(size\_t numElements，size\_t sizeOfElement)；

如果调用成功，函数malloc()和calloc()都将返回所分配的内存空间的首地址。

malloc() 函数和calloc ()函数的主要区别是前者不能初始化所分配的内存空间，而后者能。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，如果这部分内存空间曾经被分配、释放和重新分配，则其中可能遗留各种各样的数据。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)能正常运行，但经过一段时间后(内存空间已被重新分配)可能会出现问题。

calloc() 函数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零；如果你是为指针类型的元素分配内存，那么这些元素通常(但无法保证)会被初始化为空指针；如果你是为实数类型的元素分配内存，那么这些元素可能(只在某些计算机中)会被初始化为浮点型的零。

malloc() 函数和calloc ()函数的另一点区别是calloc()函数会返回一个由某种对象组成的数组，但malloc()函数只返回一个对象。为了明确是为一个数组分配内存空 间，有些程序员会选用calloc()函数。但是，除了是否初始化所分配的内存空间这一点之外，绝大多数程序员认 为以下两种函数调用方式没有区别：

calloc(numElements ，sizeOfElement)；

malloc(numElements \*sizeOfElement) ；

需要解释的一点是，理论上(按 照ANSIC标准)指针的算术运算只能在一个指定的数组中进行，但是在实践中，即使C编译程序或翻译器遵循这种规定，许多C程序还是冲破了这种限制。因 此，尽管malloc()函数并不能返回一个数组，它所分配的内存空间仍然能供一个数组使用(对realloc()函数来说同样如此，尽管它也不能返回一 个数组)。

总之，当你在calloc()函数和malloc()函数之间作选择时，你只需考虑是否要初始化所分配的内存空间，而不用考虑函数是否能返回一个数组。

当程序运行过程中malloc了,但是没有free的话,会造成内存泄漏.一部分的内存没有被使用,但是由于没有free,因此系统认为这部分内存还在使用,造成不断的向系统申请内存,是的系统可用内存不断减少.但是,内存泄漏仅仅指程序在运行时,程序退出时,OS将回收所有的资源.因此,适当的重起一下程序,有时候还是有点作用.

在调用 **alloca**的函数返回的时候, 它分配的内存会自动释放。

也就是说, 用 alloca 分配的内存在栈上。

**alloca**不具可移植性, 而且在没有传统[堆栈][Link 1]的机器上很难实现。

当它的返回值直接传入另一个函数时会带来问题,因为他分配在栈上.

由于这些原因, **alloca**不宜使用在必须广泛移植的程序中, 不管它可能多么有用。

既然 C99 支持变长[数组][Link 2](VLA), 它可以用来更好的 完成 alloca() 以前的任务。

**示例:**

int main()

int \*p = (int \*)alloca(sizeof(int)\*10);

free(p);//此时不能用free()去释放，会导致错误

return0;

[Link 1]: http://baike.baidu.com/view/93201.htm
[Link 2]: http://baike.baidu.com/view/209670.htm