【realloc函数】在C语言中，`realloc` 函数是一个非常重要的内存管理工具。它用于动态调整已分配内存块的大小，是 `malloc` 和 `free` 的补充。通过 `realloc`，程序员可以在程序运行过程中灵活地扩展或缩小内存空间，从而提高程序的效率和灵活性。
一、`realloc` 函数简介
`realloc` 函数原型如下：
```c
void realloc(void ptr, size_t new_size);
```
- 参数说明：
- `ptr`：指向之前通过 `malloc`、`calloc` 或 `realloc` 分配的内存块的指针。
- `new_size`：新的内存块大小（以字节为单位）。
- 返回值：
- 成功时返回指向新分配内存块的指针。
- 失败时返回 `NULL`，此时原始内存块仍然有效。
二、`realloc` 的作用
| 功能 | 描述 |
| 扩展内存 | 当原有内存不足时，可以使用 `realloc` 扩展内存大小。 |
| 缩小内存 | 如果当前内存过大，可以通过 `realloc` 减少内存占用。 |
| 保持数据 | 在重新分配内存时，`realloc` 会尽量保留原有数据。 |
| 自动释放 | 若无法扩展内存，`realloc` 可能会分配一个新的内存块，并将旧数据复制过去，之后释放旧内存。 |
三、使用注意事项
| 注意事项 | 说明 |
| 指针有效性 | 使用 `realloc` 后，原指针可能失效，应使用返回的新指针。 |
| 内存对齐 | 新分配的内存块需要满足内存对齐要求。 |
| 数据丢失风险 | 若 `realloc` 无法扩展内存，则可能丢弃原有数据。 |
| 错误处理 | 必须检查返回值是否为 `NULL`，避免程序崩溃。 |
四、`realloc` 与 `malloc` / `free` 的区别
| 特性 | `malloc` | `free` | `realloc` |
| 功能 | 分配指定大小的内存 | 释放内存 | 调整内存大小 |
| 是否保留数据 | 不保留 | 不保留 | 尽量保留 |
| 返回值 | 成功返回指针，失败返回 NULL | 无返回值 | 成功返回新指针，失败返回 NULL |
| 适用场景 | 初次分配内存 | 释放不再使用的内存 | 动态调整内存大小 |
五、示例代码
```c
include
include
int main() {
int arr = (int )malloc(5 sizeof(int));
if (arr == NULL) {
printf("Memory allocation failed.\n");
return 1;
}
// 初始化数组
for (int i = 0; i < 5; i++) {
arr[i] = i + 1;
}
// 重新分配内存，增加到 10 个元素
arr = (int )realloc(arr, 10 sizeof(int));
if (arr == NULL) {
printf("Memory reallocation failed.\n");
return 1;
}
// 继续初始化新增部分
for (int i = 5; i < 10; i++) {
arr[i] = i + 1;
}
// 打印结果
for (int i = 0; i < 10; i++) {
printf("%d ", arr[i]);
}
printf("\n");
free(arr);
return 0;
}
```
六、总结
`realloc` 是 C 语言中一个强大但容易被忽视的函数。它允许程序在运行时动态调整内存大小，提升程序的灵活性和性能。然而，使用时需格外注意指针的有效性和错误处理，避免因内存问题导致程序崩溃或数据丢失。
| 关键点 | 说明 |
| 动态内存管理 | `realloc` 是实现动态内存管理的重要手段。 |
| 灵活性高 | 可以扩展或缩小内存，适应不同需求。 |
| 需谨慎使用 | 错误使用可能导致内存泄漏或数据丢失。 |
| 常配合 `malloc` / `free` 使用 | 构成完整的内存管理机制。 |
通过合理使用 `realloc`，可以编写出更加高效、稳定的 C 程序。