我對C上的malloc（）和calloc（）非常困惑

Question

我總是用Java編程，這可能就是為什么我對此很困惑：

在Java中我聲明了一個指針：

int[] array

並初始化它或為其分配一些內存：

int[] array = {0,1,0}
int[] array = new int[3]

現在，在C中，這一切都讓人感到困惑。 起初我以為它就像宣布它一樣容易：

int array[]

並初始化它或為其分配一些內存：

int array[] = {0,1,0}
int array[] = malloc(3*sizeof(int))
int array[] = calloc(3,sizeof(int))

除非我錯了，以上所有內容都等同於Java-C，對嗎？

然后，今天我遇到了一個代碼，其中我發現了以下內容：

pthread_t tid[MAX_OPS];

以及下面的一些行，沒有任何初始化......

pthread_create(&tid[0],NULL,mou_usuari,(void *) 0);

令人驚訝的是（至少對我而言）代碼有效！ 至少在Java中，會返回一個很好的“NullPointerException”！

所以，按順序：

1. 我是否正確使用所有Java-C“翻譯”？

2. 為什么該代碼有效？

3. 使用malloc(n*sizeof(int))和calloc(n,sizeof(int))之間有什么區別嗎？

提前致謝

Answer 1

您無法將內存分配給陣列。 數組在整個生命周期內都有固定的大小。 數組永遠不能為空。 數組不是指針。

malloc將地址返回給為程序保留的內存塊。 你不能將（作為內存塊）“分配”給一個數組，但你可以將這個內存塊的地址存儲在一個指針中：幸運的是，數組預訂是通過指針定義的 - 所以你可以“使用像數組一樣的指針” ，例如

int *ptr = malloc(5 * sizeof *ptr);
ptr[2] = 5; // access the third element "of ptr"
free(ptr); // always free at the end

當聲明一個沒有大小的數組（即array[] ）時，它只是意味着數組的大小是從初始化列表中確定的。 那是

int array[] = {1, 2, 3, 4, 5}; // is equal to
int array[5] = {1, 2, 3, 4, 5};

嘗試聲明沒有大小而沒有初始化程序的數組是一個錯誤。

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代碼pthread_t tid[MAX_OPS]; 聲明一個名為tid的數組，類型為pthread_t ，大小為MAX_OPS 。

如果數組具有自動存儲（即聲明在函數內部而不是靜態，而不是全局），則每個數組元素都具有不確定的值（並且它會導致嘗試讀取此類值的未定義行為）。 幸運的是，函數調用所做的就是它將數組的第一個元素的地址作為第一個參數，並且可能在函數內初始化它（元素）。

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calloc和malloc的區別在於calloc返回的內存塊被初始化為零。 那是;

int *ptr = calloc(5, sizeof *ptr);
// is somewhat equal to
int *ptr = malloc(5 * sizeof *ptr);
memset(ptr, 0, 5 * sizeof *ptr);

和...之間的不同

int *ptr = malloc(5 * sizeof *ptr);
// and
int array[5];

是該array具有自動存儲（存儲在堆棧中），並在超出范圍后“釋放”。 然而， ptr （存儲在堆上）是動態分配的，並且必須由程序員free d。

Answer 2

你缺少三個非常基本和緊縮（和誤導！）C主題：

• 數組和指針之間的區別
• 靜態和動態分配之間的區別
• 與在堆棧或堆上聲明變量的區別

如果你寫int array[] = malloc(3*sizeof(int)); ). 你會得到一個編譯錯誤（類似 ）。

這意味着聲明一個數組只允許靜態初始化：

• int array[] = {1,2,3}; 在堆棧上保留3個連續的整數;
• int array[3] = {1,2,3}; 與前一個相同;
• int array[3]; 仍然在堆棧上保留3個連續的整數，但不初始化它們（內容將是隨機垃圾）
• int array[4] = {1,2,3}; 當初始化列表沒有初始化所有元素時，其余的被設置為0（C99§6.7.8/ 19）：在這種情況下你將獲得1,2,3,0

請注意，在所有這些情況下，您沒有分配新內存，您只是使用已經提交到堆棧的內存。 只有當堆棧已滿時才會遇到問題（猜測它會是堆棧溢出 ）。 因此聲明int array[]; 會是錯誤的，毫無意義的。

要使用malloc您必須聲明一個指針： int* array 。

當你寫int* array = malloc(3*sizeof(int)); 你實際上做了三個操作：

1. int* array告訴編譯器在棧上保留一個指針（一個包含內存地址的整數變量）
2. malloc(3*sizeof(int))在堆上分配3個連續的整數並返回第一個的地址
3. =將返回值（已分配的第一個整數的地址）的副本分配給指針變量

那么，回到你的問題：

pthread_t tid[MAX_OPS];

堆棧中是一個數組，因此不需要分配（如果MAX_OPS是16，那么堆棧上將保留適合16 pthread_t所需的連續字節數）。 這個內存的內容將是垃圾（堆棧變量未初始化為零），但pthread_create在其第一個參數（指向pthread_t變量的指針）中返回一個值，並忽略任何先前的內容，因此代碼就可以了。

Answer 3

C提供靜態內存分配以及動態 - 您可以從堆棧或可執行內存（由編譯器管理）分配數組。 這與Java中的方式相同，您可以在堆棧上分配int或在堆上分配Integer。 C中的數組就像任何其他堆棧變量一樣 - 它們超出范圍等。在C99中，它們也可以具有可變大小，盡管它們無法調整大小。

{}和malloc / calloc之間的主要區別在於{}數組是靜態分配的（不需要釋放）並自動為您初始化，而malloc / calloc數組必須顯式釋放，您必須顯式初始化它們。 但是，當然，malloc / calloc數組不會超出范圍，你可以（有時）realloc（）它們。

Answer 4

2 - 此數組聲明是靜態的：

pthread_t tid[MAX_OPS];

我們不需要分配內存塊，而不是動態分配：

pthread_t *tid = (pthread_t *)malloc( MAX_OPS * sizeof(pthread_t) );

別忘了釋放記憶：

free(tid);

3 - malloc和calloc之間的區別是calloc為數組分配一塊內存，並將其所有位初始化為0。

Answer 5

我發現當你用C語言編程（而不是C ++）來明確指示*數組時要記住有一個可以移動的指針。 所以我想首先將你的例子改為：

int array[] = {0,1,2};
int *array = malloc(3*sizeof(int));
int *array = calloc(3,sizeof(int));

第一個清楚地表明有一個叫做數組的東西指向一個包含0,1和2的內存塊。數組不能在其他地方移動。

你的下一個代碼：pthread_t tid [MAX_OPS];

實際上是否會導致分配sizeof（pthread_t）* MAX_OPS的數組。 但它沒有分配一個名為* tid的指針。 有一個數組基址的地址，但你不能把它移到別處。

ptherad_t類型實際上是指針的封面。 所以上面的tid實際上是一個指針數組。 它們都是靜態分配的，但它們沒有初始化。

pthread_create獲取數組開頭的位置（ &tid[0] ），它是一個指針，並分配一塊內存來保存pthread數據結構。 指針設置為指向新數據結構並分配數據結構。

你的最后一個問題--- malloc(n*sizeof(int))和calloc(n,sizeof(int))之間的區別在於后者將每個字節初始化為0 ，而第一個不是。