在C语言中使用realloc函数

Question

我正在使用void *realloc(void *pointer, size_t size);来增加指针的大小。realloc是如何工作的？它会创建一个新的地址空间，将旧值复制到新地址空间并返回该地址的指针吗？还是只是分配更多的内存并将其绑定到旧内存上？

- lik

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你可以轻松地在 man 手册中找到答案。 - Kylo

可能是理解Realloc的重复问题。 - Jens Gustedt

Answer 1

@Iraklis 给出了正确的答案：如果可以，它会执行第二个（更改内存大小），否则执行第一个（重新分配内存）。但是有时候无法执行这两个操作，会导致失败。请注意，如果无法重新分配内存，则会返回 NULL，但是内存不会被释放。以下代码是错误的：

ptr = realloc(ptr, size);

如果realloc返回NULL，旧的ptr将永远不会被释放，因为你已经用NULL覆盖了它。要正确地执行此操作，您必须执行以下操作：

void *tmp = realloc(ptr, size);
if(tmp) ptr = tmp;
else /* handle error, often with: */ free(ptr);

在BSD系统中，上述内容被转化为一个名为reallocf的库函数，其实现方式如下：

void *reallocf(void *p, size_t s)
{
    void *tmp = realloc(p, s);
    if(tmp) return tmp;
    free(p);
    return NULL;
}

让您安全使用：

ptr = reallocf(ptr, size);

请注意，如果realloc需要分配新空间并复制旧数据，则它将释放旧数据。只有在无法调整大小时，它才会保持您的数据完好无损，以防调整大小失败是可恢复错误的情况下。

- Chris Lutz

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如果接下来是if( !ptr ) fatal_error();，那么ptr = realloc(ptr, size);并不错。其他情况非常罕见。当然，如果您尝试通过释放现有数据（例如弱指针）来从OOM中恢复，那么使用ptr=是相当糟糕的。道德准则是，您永远不应该调用普通的malloc或realloc，而是只使用包装版本，这些版本可能会尝试恢复内存并在无法分配内存时死亡或抛出异常（C中的longjmp）。当然，如果在C++中编程，应该使用new，或者更好地使用STL。 - Jim Balter

@Jim - 不一定。如果你有一个需要调整内部大小的数组或字符串库（使用普通C语言），那么这个库不应该因为无法适当地调整缓冲区大小而死亡，但也不应该期望它抛弃所有现有数据。 - Chris Lutz

我认为reallocf的实现有问题，特别是当p可能为NULL时。如果tmp == NULL，你会释放一个NULL指针。 - khatchad

@RaffiKhatchadourian free(NULL)什么也不做，完全安全。 - Chris Lutz

Answer 2

这要看情况！如果无法在原地调整内存区域的大小，则会分配一个新的内存区域，复制旧数据并释放旧内存。

- Iraklis

Answer 3

您误用了“地址空间”的术语。您进程中的所有内存都存在于一个单独的地址空间中。未被程序、全局变量和堆栈使用的内存称为“堆”。malloc和realloc（calloc只是malloc并清除）从堆中分配内存。大多数realloc的实现将检查是否有足够（size字节）的自由空间从pointer（必须指向先前由malloc或realloc分配的块 - realloc知道该块有多大）开始，并且如果有，只需增加在pointer给出的位置分配的块的大小并返回，而无需复制。如果没有足够的空间，则会执行等价于newptr = malloc(size); memcpy(newptr, pointer, size_of_old_block); free(pointer); return newptr;...也就是说，它将分配一个足以容纳size字节的块，将pointer处的数据复制到该块中，释放旧块，并返回新块的地址。

- Jim Balter

Answer 4

我认为答案取决于所请求的大小和可用堆空间。

从程序员的角度来看，我认为我们能够得到的保证就是如果新的分配成功，指针将不为空。因此，尽管它现在指向由size_t表示的更大的内存块，但指针可能仍然保持不变。

- Perry Horwich

Answer 5

Realloc函数不会改变指针的大小，因为在同一架构下指针的大小始终相同。它会改变指针所指向的已分配内存的大小。其工作原理在此处描述：http://msdn.microsoft.com/en-us/library/xbebcx7d.aspx。简而言之，是的，它会分配更多的内存，但不会改变您的内容；如果必须移动内存，则会复制内容。当然，您可以指定较短的大小，在这种情况下，它会修剪已分配的内存，同样不会影响内容。

- Marius Bancila