calloc 与 realloc

calloc 分配内存并初始化为零，realloc 调整已分配内存的大小。这两个函数是 malloc 的补充，分别用于需要清零内存和需要动态调整大小的场景。

calloc

#include <stdlib.h>

/* 分配 10 个 int，全部初始化为 0 */
int *arr = calloc(10, sizeof(int));
if (arr != NULL) {
    /* arr[0] 到 arr[9] 都是 0 */
    for (int i = 0; i < 10; i++)
        printf("%d ", arr[i]);  /* 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 */
    free(arr);
}

calloc(n, size) 等价于 malloc(n * size) + memset(ptr, 0, n * size)，但 calloc 可能更高效（某些实现利用内存页已清零的特性）。

realloc

int *arr = malloc(10 * sizeof(int));
/* 使用 arr[0..9] */

/* 扩展到 20 个 int */
int *new_arr = realloc(arr, 20 * sizeof(int));
if (new_arr != NULL) {
    arr = new_arr;
    /* 使用 arr[0..19] */
    free(arr);
} else {
    /* 扩展失败，arr 仍然有效 */
    free(arr);
}

realloc 的特殊用法

缩小内存：

int *arr = malloc(100 * sizeof(int));
arr = realloc(arr, 50 * sizeof(int));   /* 缩小到 50 个 */

释放内存（传 NULL）：

int *arr = malloc(100);
realloc(arr, 0);                /* 等价于 free(arr)，但可移植性差 */

分配内存（传 NULL）：

int *arr = realloc(NULL, 100);  /* 等价于 malloc(100) */

常见错误

丢失原指针：

int *arr = malloc(10 * sizeof(int));
arr = realloc(arr, 20 * sizeof(int));   /* 危险！ */
/* 如果 realloc 失败，arr 变为 NULL，原内存泄漏 */

/* 正确 */
int *new_arr = realloc(arr, 20 * sizeof(int));
if (new_arr != NULL)
    arr = new_arr;

使用已释放的原内存：

int *arr = malloc(10 * sizeof(int));
int *new_arr = realloc(arr, 20 * sizeof(int));
arr[0] = 10;                    /* 危险：arr 可能已失效 */

最佳实践

需要清零时用 calloc
realloc 用临时指针接收返回值
realloc 失败时原内存仍然有效
不要假设 realloc 后原指针仍可用
缩小内存时数据可能截断