C: 分配比所需更多的内存是否有优势？

Question

我正在开发一个Windows C项目，它与字符串密切相关：我需要将一个标记的字符串从一种形式转换为另一种形式。基本流程如下：

DWORD convert(char *point, DWORD extent)
{
   char *point_end = point + extent;
   char *result = memory_alloc(1);
   char *p_result = result;

   while (point < point_end)
   {
      switch (*point)
      {
        case FOO:
          result_extent = p_result - result;
          result = memory_realloc(12);
          result += result_extent;
          *p_result++ = '\n';
          *p_result++ = '\t';
          memcpy(result, point, 10);
          point += 10;
          result += 10;
          break;
        case BAR:
          result_extent = p_result - result;
          result = memory_realloc(1);
          result += result_extent;
          *result++ = *point++;
          break;          
        default:
          point++;
          break;
      }
   }

   // assume point is big enough to take anything I would copy to it
   memcpy(point, result, result_extent);

   return result_extent;
}

memory_alloc()和memory_realloc()都是虚假函数，用于强调我的问题的目的。我事先不知道结果“string”的大小（技术上讲，我正在处理的不是一个C样式/空终止字符串，而只是指向内存地址和长度/范围的指针），因此我需要动态调整结果字符串的大小（它可能比输入大，也可能比输入小）。

在我的第一次尝试中，我使用malloc()创建了第一个字节/字节的空间，然后每当需要附加另一个字节/几个字节时就会重新分配（realloc()）...这样做也可以，但感觉这种方法将不必要地消耗操作系统资源，并且可能会导致反复移动内存中的字节。

所以我进行了第二次尝试，该尝试确定了经过单个转换单位（如FOO和BAR）后结果字符串的长度，并选择“首选分配大小”，例如256字节。例如，如果result_extent为250个字节，并且我处于FOO情况下，我知道我需要增加12个字节的内存（换行符、制表符和10个来自输入字符串的字节）——而不是重新分配260个字节的内存，我会寻找512个字节，押注自己可能会继续添加更多数据（因此我可以避免对realloc的调用）。

那么我的问题是：这种想法是否正确，或者说这是编译器/操作系统可能已经替我处理好的过早的优化？除了不浪费内存空间外，将内存按几个字节重新分配，还有其他优点吗？

我对单个转换实例可能会遇到的情况有一些粗略的想法，例如，最坏的情况可能是一个大小为2MB的输入字符串，其中包含几百个字节的标记，并且每个标记实例会增加50-100个字节的数据到结果字符串中（因此需要大约200次realloc来将字符串扩展50-100个字节，并且另外还要进行大约100次realloc，仅从输入字符串复制数据到结果字符串中，不涉及标记）。

如果您有关于这个话题的想法，请让我知道。谢谢！

- rguilbault

Answer 1

如您所知，realloc 可能会在每次调用时移动您的数据。这会导致额外的复制。在这种情况下，我认为最好分配一个足够大的缓冲区进行操作（上限）。最后，您可以分配结果所需的确切大小，并进行最终的复制/释放操作。这种方法更好，也不是过早优化。在我看来，在这种情况下使用 realloc 可能被认为是过早优化。

- perreal

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我想这里存在一个平衡点（如果我需要在内存中存储成千上万的结构体，可能最好采用更为保守的分配方法），但看起来这正是我所期望的确认。谢谢！ - rguilbault