realloc函数的困惑

Question

我在这个参考资料中了解到C语言中的动态内存分配。

该文档提到：

realloc () 应仅用于动态分配的内存。 如果内存未动态分配，则行为是未定义的。

如果我们使用realloc()，类似于这样：

int main()
{
    int *ptr;
    int *ptr_new = (int *)realloc(ptr, sizeof(int));

    return 0;
}

根据该参考文献，这个程序是未定义的，因为指针ptr没有动态分配。但是，如果我使用类似以下的内容：

int main()
{
    int *ptr = NULL;
    int *ptr_new = (int *)realloc(ptr, sizeof(int));

    return 0;
}

根据该参考资料，这是否也属于未定义的行为？

我认为第二种情况没有引发未定义行为。我是对的吗？

- Jayesh

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你提到的文档是不完整的。请参考下面讲故事者的回答。 - Jabberwocky

在 C 语言中，你不应该对 realloc 的返回值进行强制类型转换，原因与 malloc 相同：https://dev59.com/dHRB5IYBdhLWcg3wgHWr - Jens Gustedt

Answer 1

第一种情况行为未定义，第二种情况则不是。在第一种情况下，指针ptr的值是不确定的。因此，将该值传递给realloc或任何函数本身就是未定义的。

另一方面，由于当传递一个空指针值时，realloc具有良好定义的行为（类似于调用malloc）¹，因此第二段代码是完全合法的（除了你没有释放任何东西之外）。

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¹ 7.22.3.5 realloc函数/p3

如果ptr是空指针，则realloc函数会为指定的大小像malloc函数一样进行分配。

- StoryTeller - Unslander Monica

Answer 2

在第一种情况下，程序几乎肯定会以“分段错误”结束，因为在堆中创建链表以查找段时不连贯，在第二种情况下，您使用NULL作为realloc的第一个参数调用，这意味着是一个等效于malloc(size)的调用。

"man realloc"说：

   void *malloc(size_t size); 
   void *realloc(void *ptr, size_t size);

如果ptr是NULL，则对于所有大小的值，该调用等效于malloc（size）。

- alinsoar

Answer 3

唯一权威的参考资料是标准文档。n1570（最新的C11标准）有以下说明：

§7.22.3.5 realloc函数，p3：

如果ptr是空指针，则realloc函数对指定大小的空间的行为类似于malloc函数。否则，如果ptr与早先由内存管理函数返回的指针不匹配，或者空间已被调用free或realloc函数释放，则行为未定义。[...]

因此，您的第二个示例是定义良好的。

- user2371524

Answer 4

1. 第一种情况显然是未定义行为，因为我们不知道 ptr 指向哪里或者在那个时刻 ptr 持有什么。而 C 标准规定 7.20.3.4.2 realloc 函数

realloc 函数释放由 ptr 指向的旧对象并返回一个指向大小由 size 指定的新对象的指针。

因此，第一种情况是未定义行为。

2. 在第二种情况中，编译器知道 ptr 指向的内容，因此是有效的，但根据7.20.3.4.3 realloc 函数，realloc()将变成malloc()。

如果 ptr 是一个空指针，则 realloc 函数对于指定大小的行为类似于 malloc 函数。

- Stubborn