在C中实现realloc

void    *my_realloc(void *ptr, size_t len)
{
    void    *real;

    real = malloc(len);
    memset(real, 0, len);
    if (real)
        memcpy(real, ptr, len);
    free(ptr);
    return (real);
}

#1 楼

由于格式问题，代码给人留下了不好的印象。特别是，返回类型和函数名称之间的多余空格，以及变量的类型与其名称之间的多余空格看起来很奇怪。
除非编写的代码需要与C99之前的编译器兼容，否则应打破在块顶部声明变量并稍后对其进行初始化的习惯。而是将变量的声明推迟到可以初始化的时候（在可能的范围内）。这有助于最大程度地减少由未初始化的变量引起的错误。
我建议始终使用大括号在if语句之后创建块作用域，即使您当前只有一个语句也是如此。这样，当您稍后返回并添加一些其他逻辑时，可将发生严重错误的可能性降至最低。
必须在调用malloc之后立即检查malloc的返回值！如果malloc失败，它将返回空指针，并且任何使用空指针的尝试都将导致未定义的行为。因此，在检查memset的结果之后，需要将对malloc的调用移至，否则可能会出现不确定的行为。
实际上，您根本不需要调用memset。如果检查C语言规范以了解有关realloc函数的信息，则在新大小大于旧大小的情况下，它不会初始化附加内存。

realloc规范也可以通过其他几种方式使用。如果您的目标是模拟/重新发明realloc，那么您绝对必须确保您的实现行为与realloc完全相同。

实际上，realloc实际上是包装在单个函数中的完整内存管理子系统，它完成了malloc和free所做的所有工作，甚至更多，这使得其语义非常复杂且令人困惑。以下是该标准中对realloc的相关要求的摘要：如果请求的块大小小于块的原始大小，则realloc要么在末尾释放多余的内存，要么该块并返回输入指针不变，或分配一个适当大小的新块，释放原始块，然后将指针返回此新分配的块。
如果请求的块大小大于原始大小对于该块，realloc可以在新地址处分配一个扩展块，然后将原始块的内容复制到新位置。在这种情况下，将返回指向扩展块的指针，并且未初始化该块的扩展部分。或者，如果可能的话，它可以就地扩展原始块并返回原样的输入指针。
如果realloc不满足扩展块的请求，则它返回空指针，并且不释放原始块。 （如果请求缩小一个块，则realloc总是会成功。）
如果输入指针为null，则realloc的行为就像您调用malloc(size)一样，将指针返回到请求大小的新分配块，如果无法满足请求，则返回null指针。
如果请求的大小为0并且输入指针为非null，则realloc的行为与调用free(ptr)的行为完全相同，并且始终返回null指针。 br />如果输入指针为null且请求的大小为0，则结果不确定！


为什么！为正确起见，您的代码需要准确地实现所有这些条件。相反，如果您不模拟realloc（这很好，也许是因为您希望在程序中使用不同的行为而重新发明了轮子），则需要使用不同的名称，以免其他程序员误以为它是与realloc相同，并且不会期望它具有相同的行为。


实际上，正如您从上述需求列表中看到的那样，实际上不可能重新发明realloc根据规范的要求，因为您不具备有关标准库如何实现内存管理的内幕知识。您需要能够确定ptr指向的内存块的原始大小，并且没有可移植的方法。

为什么需要此信息？有两个原因。首先，您需要知道调用方是否正在请求缩小或扩展内存块，以便您可以遵循正确的语义。其次，您需要知道调用memcpy时要复制多少个字节—现在，您正在复制原始缓冲区的末尾，这是未定义的行为！

第一个问题可以通过解决更改函数的语义，以使其仅增加块的大小，将其重命名为GrowBlock或ExpandMemory之类的名称，以表明其与realloc不同。不幸的是，没有可靠的方法来实现此要求，即assert大于或等于函数体内len所指向的内存块的当前大小，因此仅凭文档就足够了，这非常薄弱的保证。更不幸的是，这将无法解决第二个问题-我们仍然无法正确调用ptr！

因此，我们唯一的真实选择是修改函数的签名以接受memcpy的原始大小作为参数（除了您已经接受作为参数的所需新大小之外）。


考虑到所有这些，这就是我的写法：的ptr！这是关于为什么realloc实际上是不良设计的一个很好的教训。您不应该编写大量的多功能函数，当然也不应该在单个函数中实现整个子系统！而是将重要行为分解为单独的功能。在这种情况下，您可能具有四个单独的函数，这些函数分配一个块（realloc），释放一个块（AllocateMemory），展开一个块（FreeMemory）和缩小一个块（ExpandMemory）。这种分工使得实现更容易编写，更易于推理，更容易包含错误检查，因此更易于维护且更不可能包含错误。我知道您的任务是写ShrinkMemory，但是这里有一个更广泛的（也许是无意的）课，您不要错过。

#2 楼

通常，malloc，realloc和free都是同一库的一部分。允许这样做的一件事是一些“幕后”元数据修饰。例如，如果您要调用malloc(16)，则内存库可能会分配20个字节的空间，其中前4个字节包含分配的长度，然后返回指向块开头的4个字节的指针。

调用free时，库将从传入的指针中减去4个字节，以找到指向的指针。分配的长度。

realloc也可以使用此技巧来找出原始分配的时间。

因此，在回答您的问题时，您不仅可以实现realloc，还必须实现malloc和free。

此外，如果您有原始的K＆R，我相信您也可以在其中找到一些realloc来源。

#3 楼

您在调用malloc之前检查memcpy是否成功，但在调用memset之前没有检查。

您要将len字节从ptr复制到新的内存位置，但不知道ptr实际指向多少字节。它可能指向的更少，这是一个为什么要首先调用realloc的主要原因。

#4 楼

以下是一些简单的注释来突出显示一个主要问题：

real = malloc(len);    // This may or may not succeed.  On failure, real is NULL
memset(real, 0, len);  // This uses real on the assumption that it succeeded!
if (real)              // Here, you acknowledge that it may have failed, even though you already used it!
    memcpy(real, ptr, len);

#5 楼

有一个主要的错误：当realloc失败并返回空指针时，原始指针必须保持不变。而且当然不能被释放。因此，当重新分配失败时，调用方至少具有原始数据。没有那个保证，重新分配基本上是没有用的。