realloc() 使用详解（分析realloc invalid pointer、指针无效等错误），动态调整数组长度

作者：Albert.Wen 添加时间：2015-10-12 10:07:37 修改时间：2024-11-13 10:58:23 分类：13.C/C++/Rust 编辑

realloc()函数用来为ptr重新分配大小为size的一块内存，看似很简单，在使用过程中却会发生各种错误。

函数形式为：

void * realloc ( void * ptr, size_t new_size );

最近在网上查看了一些资料（在glibc中没有找到具体的实现），查到了一个开源项目自己写的realloc代码，http://code.google.com/p/mallocspethmeniel/source/browse/trunk/realloc.c?r=23，应该和stdlib里面的实现流程差不多。

下面是我画出的函数流程图：

这个函数的工作流程：

1、对ptr进行判断，如果ptr为NULL，则函数相当于malloc(new_size)，试着分配一块大小为new_size的内存，如果成功将地址返回，否则返回NULL。如果ptr不为NULL，则进入2；

2、查看ptr是不是在堆中，如果不是的话会抛出异常错误，会发生 realloc invalid pointer（具体原因在后面讲）。如果ptr在堆中，则查看new_size大小，如果new_size大小为0，则相当于free(ptr)，讲ptr指针释放，返回NULL，如果new_size小于原大小，则ptr中的数据可能会丢失，只有new_size大小的数据会保存（这里很重要），如果size等于原大小，等于啥都没做，如果size大于原大小，则看ptr所在的位置还有没有足够的连续内存空间，如果有的话，分配更多的空间，返回的地址和ptr相同，如果没有的话，在更大的空间内查找，如果找到size大小的空间，将旧的内容拷贝到新的内存中，把旧的内存释放掉，则返回新地址，否则返回NULL。

这里解释一下，为什么ptr要在堆中，学过编译原理的同学应该都知道C语言中的 malloc()，realloc()，calloc()这种用户主动分配的内存放在堆区，而临时变量放在栈区，这是两块不同的区域。堆区的变量由用户通过 free() 释放空间，而栈区的变量在函数退出后就自动释放，所以这两个区域的变量生存时间不同，不能相互间进行内存分配操作。所以要求ptr必须在堆区，即ptr必须是 malloc()，realloc() 或者 calloc() 的返回值，要不然可以为NULL，把 realloc() 变为 malloc()。

所以，使用realloc函数应该注意一下几点：

ptr必须为NULL，或者为 malloc()，realloc() 或者 calloc() 的返回值，否则发生 realloc invalid pointer 错误；

new_size如果小于old_size，只有new_size大小的数据会被保存，可能会发生数据丢失，慎重使用；

如果new_size大于old_size，可能会分配一块新的内存，这时候ptr指向的内存会被释放，ptr成为野指针，再访问的时候会发生错误；

最后不要将返回结果再赋值给ptr，即 ptr=realloc(ptr, new_size) 是不建议使用的，因为如果内存分配失败，ptr会变为NULL，如果之前没有将ptr所在地址赋给其他值的话，会发生无法访问旧内存空间的情况，所以建议使用temp=realloc(ptr, new_size)；

参考文章：

摘自：https://www.cnblogs.com/ladd/archive/2012/06/30/2571420.html

realloc() 示例

/***********************************
 * 用realloc调整数组长度
 ***********************************/

// 获取 命令行输入的字符串
char *get_line(void) {
    const size_t sizeIncrement = 10;
    char *buffer = malloc(sizeIncrement);
    char *currentPostion = buffer;
    size_t maximumLength = sizeIncrement;
    size_t length = 0;
    int character;

    if (currentPostion == NULL) {
        return NULL;
    }

    while (1) {
        character = fgetc(stdin);

        // 回车结束输入
        if (character == '\n') {
            break;
        }

        length++;
        if (length >= maximumLength) {
            maximumLength += sizeIncrement;
            char *newBuffer = realloc(buffer, maximumLength);

            if (newBuffer == NULL) {
                free(buffer);
                return NULL;
            }

            currentPostion = newBuffer + (currentPostion - buffer);
            buffer = newBuffer;
        }
        *currentPostion++ = (char) character;
    }
    
    *currentPostion = '\0';

    return buffer;
}


int main(int argc, char **argv) {

    char *buffer = get_line();
    printf("%s\n", buffer);
    free(buffer);

    return EXIT_SUCCESS;
}

代码解释

缓冲区创建时的大小是 sizeIncrement，如果 malloc() 函数无法分配内存，第一个 if 语句会强制 get_line() 函数返回 NULL。接着是一次处理一个字符的无限循环，循环退出后，字符串末尾会添加NULL，然后返回缓存区的地址。

在 while 循环内部，程序每次读入一个字符，如果是回车符，循环退出。接着，if 语句判断我们有没有超出缓存区大小，如果没有超出，字符就被添加到缓冲区中。

如果超出了缓冲区大小，realloc() 函数会分配一块新内存，这块内存比旧内存大 sizeIncrement 字节。如果无法分配内存，我们会释放现有的已分配内存，强制函数返回 NULL；否则 currentPostion 会调整为指向新分配的缓冲区。realloc() 函数不一定会让已有的内存保持在原来的位置，所以必须用它返回的指针来确定调整过大小的内存块位置。

newBuffer 变量持有已分配内存的地址，我们需要用别的变量而不是 buffer，这样万一 realloc() 无法分配内存，我们也可以检测到这种情况并进行处理。

如果 realloc() 分配成功，我们不需要释放 buffer，因为 realloc() 会把原来的缓冲区复制到新的缓冲区中，再把旧的释放。如果视图释放 buffer，十有八九程序会终止，因为我们试图重复释放同一块内存。

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realloc() 示例

代码解释