C 語言中 malloc、calloc、realloc 和free 函數的使用方法

C標准函數庫中，常見的堆上內存管理函數有malloc(), calloc(), recalloc(), free()。

之所以使用堆，是因為棧只能用來保存臨時變量、局部變量和函數參數。在函數返回時，自動釋放所占用的存儲空間。而堆上的內存空間不會自動釋放，直到調用free()函數，才會釋放堆上的存儲空間。

一、具體使用方法

1、malloc()

頭文件：stdlib.h

聲明：void * malloc(int n);

含義：在堆上，分配n個字節，並返回void指針類型。

返回值：分配內存成功，返回分配的堆上存儲空間的首地址；否則，返回NULL

2、calloc()

頭文件：stdlib.h

聲明：void *calloc(int n, int size);

含義：在堆上，分配n*size個字節，並初始化為0，返回void* 類型

返回值：同malloc() 函數

3、recalloc()

頭文件：stdlib.h

聲明：void * realloc(void * p,int n);

含義：重新分配堆上的void指針p所指的空間為n個字節，同時會復制原有內容到新分配的堆上存儲空間。注意，若原來的void指針p在堆上的空間不大於n個字節，則保持不變。

返回值：同malloc() 函數

4、free()

頭文件：stdlib.h

聲明：void  free (void * p);

含義：釋放void指針p所指的堆上的空間。

返回值：無

5、memset()

頭文件：string.h

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

含義：對於void指針p為首地址的n個字節，將其中的每個字節設置為c。

返回值：返回指向存儲區域 p 的void類型指針。

二、示例代碼

/*
*  Author: klchang
*  Description:
        Test the memory management functions in heap.
*  Created date: 2016.7.29
*/

#include <stdio.h>  // scanf, printf
#include <stdlib.h> // malloc, calloc, realloc, free
#include <string.h> // memset

#define SIZE 10

// Input Module
int* inputModule(int* ptrCount)
{
    int* arr, d, i = 0;
    int length = SIZE;

    // Apply malloc()
    arr = (int*)malloc(SIZE * sizeof(int));
    memset(arr, 0, length * sizeof(int));

    // Input module
    printf("Input numbers until you input zero: \n");
    while (1) {
        scanf("%d", &d);
        // count
        *ptrCount += 1;
        if (0 == d) {
            arr[i] = 0;
            break;
        } else {
            arr[i++] = d;
        }
        if (i >= length) {
            // Apply realloc()
            realloc(arr, 2*length*sizeof(int));
            memset(arr+length, 0, length * sizeof(int));
            length *= 2;
        }
    }

    return arr;
}


// Output module
void outputModule(int* arr, int* ptrCount)
{
    int i;

    printf("\nOutput all elements that have been input: \n");
    for(i = 0; i < *ptrCount; i++) {
        if (i && i%5 == 0)
            printf("\n");
        printf("\t%d", *(arr+i));
    }

    // Release heap memory space
    free(ptrCount);
    free(arr);
}

int main()
{
    int i = 0;
    int* ptrCount;
    int* arr;

    // Apply calloc()
    ptrCount = (int *)calloc(1, sizeof(int));
    // Input Module
    arr = inputModule(ptrCount);
    // Before free() function, output the count of input numbers
    printf("\n\nBefore using free() function, Count: %d", *ptrCount);
    // Output Module
    outputModule(arr, ptrCount);
    // After free() function, output the count of input numbers
    printf("\n\nAfter using free() function, Count: %d", *ptrCount);

    return 0;
}

 

結果圖片

 

參考資料：

1、C中堆管理——淺談malloc,calloc,realloc函數之間的區別

http://www.cppblog.com/sandywin/archive/2011/09/14/155746.html