C语言中的内存函数主要用于动态分配内存、释放内存和对内存内容进行操作。这些函数都在标准库 <stdlib.h> 和 <string.h> 中定义。以下是 C 语言常用的内存函数及其详细说明：
1. 动态内存管理函数
这些函数位于 <stdlib.h> 中，用于在运行时分配和释放内存。
1.1 malloc
示例：
功能：分配一块指定大小的内存，返回指向内存块起始地址的指针。
语法：c复制代码void* malloc(size_t size);
参数：
size: 要分配的字节数。
返回值：
成功：返回内存块的首地址。
失败：返回 NULL。
注意：
内存中的初始值未初始化（随机值）。
示例：
int* ptr = (int*)malloc(10 * sizeof(int)); // 分配 10 个整数大小的内存
if (ptr == NULL) {
printf("内存分配失败\n");
}
1.2 calloc
- 功能：分配一块内存并初始化为 0。
- 语法：
void* calloc(size_t num, size_t size);
参数：
num: 元素数量。size: 每个元素的大小。
返回值：
- 成功：返回内存块的首地址。
- 失败：返回
NULL。
注意：
- 分配的内存会自动初始化为 0。
示例：
int* ptr = (int*)calloc(10, sizeof(int)); // 分配并初始化 10 个整数
if (ptr == NULL) {
printf("内存分配失败\n");
}
1.3 realloc
- 功能：调整已分配内存块的大小。
- 语法：
void* realloc(void* ptr, size_t new_size);
参数：
ptr: 指向已分配内存的指针。new_size: 新的内存块大小。
返回值：
- 成功：返回新内存块的指针。
- 失败：返回
NULL，原内存不变。
注意：
- 如果扩展内存成功，原数据会被保留。
- 如果缩小内存，可能会丢失超出新大小的数据。
示例：
int* ptr = (int*)malloc(5 * sizeof(int));
ptr = (int*)realloc(ptr, 10 * sizeof(int)); // 扩展内存到 10 个整数
1.4 free
- 功能：释放由
malloc、calloc或realloc分配的内存。 - 语法：c复制代码
void free(void* ptr);
参数：
ptr: 指向已分配内存的指针。
注意：
- 释放后，指针不再指向有效内存，需要将指针置为
NULL避免悬空指针问题。
示例：
free(ptr);
ptr = NULL; // 避免悬空指针
2. 内存操作函数
这些函数位于 <string.h> 中，用于操作内存块。
2.1 memset
- 功能：将指定值填充到一段内存中。
- 语法：c复制代码
void* memset(void* ptr, int value, size_t num);
参数：
ptr: 指向内存块的指针。value: 要填充的值（以字节为单位）。num: 要填充的字节数。
返回值：返回指向内存块的指针。示例：
int arr[10];
memset(arr, 0, sizeof(arr)); // 将数组全部初始化为 0
2.2 memcpy
- 功能：将一块内存复制到另一块内存。
- 语法：c复制代码
void* memcpy(void* dest, const void* src, size_t num);
参数：
dest: 目标内存地址。src: 源内存地址。num: 要复制的字节数。
返回值：返回目标内存地址。注意：
- 源地址和目标地址不能重叠。
示例：
char src[] = "Hello";
char dest[10];
memcpy(dest, src, strlen(src) + 1); // 复制字符串
2.3 memmove
- 功能：将一块内存复制到另一块内存，支持重叠区域。
- 语法：c复制代码
void* memmove(void* dest, const void* src, size_t num);
参数：
dest: 目标内存地址。src: 源内存地址。num: 要复制的字节数。
返回值：返回目标内存地址。注意：
- 比
memcpy安全，但速度稍慢。
示例：
char str[] = "HelloWorld";
memmove(str + 5, str, 5); // 将前 5 个字符移动到后面
2.4 memcmp
- 功能：比较两块内存的内容。
- 语法：
int memcmp(const void* ptr1, const void* ptr2, size_t num);
参数：
ptr1: 第一块内存的地址。ptr2: 第二块内存的地址。num: 比较的字节数。
返回值：
- 0：内存内容相同。
- 0：
ptr1内容大于ptr2。 - <0：
ptr1内容小于ptr2。
示例：
char a[] = "Hello";
char b[] = "World";
int result = memcmp(a, b, 5); // 比较前 5 个字节
2.5 strlen
- 功能：获取字符串长度（不包括空字符
\0）。 - 语法：
size_t strlen(const char* str);
参数：
str: 字符串指针。
返回值：字符串长度。示例：
char str[] = "Hello";
size_t len = strlen(str); // 返回 5
3. 注意事项
- 动态内存分配时，必须确保释放以防止内存泄漏。
- 对未初始化或释放后的内存操作会导致未定义行为。
- 在
memcpy和memmove操作中，需确保内存块的大小和地址合法，避免越界。 - 调试工具（如
valgrind）可以帮助检测内存泄漏或越界问题。
总结
这些内存管理和操作函数是 C 语言中处理动态内存和高效操作的核心工具。正确理解并熟练使用这些函数，是编写健壮、高效程序的关键。
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