标准C库中为什么没有像realloc()那样不需要复制数据的函数？

Question

例如，我想要这样一个函数：

char *dst = (char*)malloc(512);
char *src = (char*)malloc(1024);
...
dst = (char*)realloc(dst, 1024);
memcpy(dst, src, 1024);

正如您所见，我只想要一个函数realloc()来扩展缓冲区的大小，但是C库中的realloc()可能会从旧地址复制数据。那么是否有像我想要的那样的任何库中的函数呢？

- legendlee

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如果您不关心旧内容，为什么不直接使用free/malloc函数释放/分配缓冲区呢？ - Mat

不要对 malloc() 的返回值进行转换。这样做最多是多余的，而且可能会掩盖一个编译器本应捕获的错误。 - pmg

遗憾的是，在C++中编写C风格代码时，您必须进行强制类型转换。我敢打赌这就是发生的事情。 - user606723

我理解为什么内存不能可靠地扩展。但是缩小分配的大小是否可靠呢？例如，我会过度分配一块内存池，当程序达到稳态时，我将重新分配该内存池以减小其大小。 - KANJICODER

@Mat：减少内存碎片化可能是一个原因。 - Tara

真糟糕，我需要这个。当为动态数组制作“插入”函数时，避免双重复制可以极大地提高效率。 - user426

Answer 1

为什么不采用以下方法：

free(dst);
dst = malloc(1024);

请注意，realloc 可能会移动块并调整其大小，因此持有先前调用 malloc、calloc 或 realloc 返回的旧指针可能不再指向相同的块。

- Blagovest Buyukliev

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如果realloc重新分配内存失败，它并不会丢失旧的指针。相反，如果调用代码在覆盖旧指针之前没有检查失败，就会导致旧指针丢失。 - R.. GitHub STOP HELPING ICE

Answer 2

realloc尝试扩展缓冲区而不进行复制，但只有在额外的空间是空闲的情况下才能这样做。

在您的情况下，您刚刚为src分配了空间，该内存块可能已经使用了realloc所需的空间。在这种情况下，它只能在其他地方分配一个更大的块，并将数据复制到该块中。

- Bo Persson

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谢谢。是的，你说得对。实际上我的意思是...使用HeapReAlloc()函数并设置flag=HEAP_REALLOC_IN_PLACE_ONLY来尝试扩展缓冲区大小，如果失败了，就直接分配一个新的块而不复制数据。你知道HeapReAlloc()是操作系统API，我不想处理堆内存。所以我认为在C库中可能应该有一个像我想要的函数。 - legendlee

Answer 3

所以有没有任何库中的函数符合我的要求？

不，没有。如果没有空间，系统应该如何扩展内存块？

例如，想象一下你这样做：

char *a = malloc(2);
char *b = malloc(2);

分配的内存可能看起来像：

1   2   3   4   5   6   7
-------------------------
|   |   |   |   |   |   |
-------------------------
\      /\       /\      /        
 \    /  \     /  \    /
   v        v        v
 内存      未使用/   内存
 为"a"     的内部    为"b"
          内存块

现在您执行realloc(a,10);。系统无法简单地扩展"a"的内存块，因为它会撞到由"b"使用的内存，所以它必须找到另一个具有10个连续空闲字节的内存位置，将旧内存块中的2个字节复制过去，并返回指向这些新10个字节的指针。

- nos

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是的，你是对的，所以经常进行“移动”操作。但我希望系统能够做的是：“如果无法扩展物品a，则只需分配一个新物品，但不要复制数据，我不需要它”。 - legendlee

@legendlee 标准C中不存在这样的东西。如果您无论如何都不关心数据，那么您可以使用malloc()吗？ - nos

@nos 首先需要一个 free，然后是一个 malloc。虽然使用这种假设操作时，您会首先尝试在不释放已分配的内存的情况下扩展它，这可能更有效率。 - Antonio