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C语言内存函数及大小端字节序！

news 来源：原创 2025/5/7 7:00:27

全文目录：

- 开篇语
- 前言
- 一、C语言内存函数
- - 1. **`malloc` 函数**
  - - 语法：
    - 示例代码：
  - 2. **`calloc` 函数**
  - - 语法：
    - 示例代码：
  - 3. **`realloc` 函数**
  - - 语法：
    - 示例代码：
  - 4. **`free` 函数**
  - - 语法：
    - 示例代码：
- 二、大小端字节序
- - 1. **字节序（Endianness）**
  - 2. **大端字节序（Big Endian）**
  - 3. **小端字节序（Little Endian）**
  - 4. **如何判断字节序**
  - - 示例代码：
  - 5. **字节序的影响**
- 三、总结
- 文末

开篇语

哈喽，各位小伙伴们，你们好呀，我是喵手。运营社区：C站/掘金/腾讯云/阿里云/华为云/51CTO；欢迎大家常来逛逛

今天我要给大家分享一些自己日常学习到的一些知识点，并以文字的形式跟大家一起交流，互相学习，一个人虽可以走的更快，但一群人可以走的更远。

我是一名后端开发爱好者，工作日常接触到最多的就是Java语言啦，所以我都尽量抽业余时间把自己所学到所会的，通过文章的形式进行输出，希望以这种方式帮助到更多的初学者或者想入门的小伙伴们，同时也能对自己的技术进行沉淀，加以复盘，查缺补漏。

小伙伴们在批阅的过程中，如果觉得文章不错，欢迎点赞、收藏、关注哦。三连即是对作者我写作道路上最好的鼓励与支持！

前言

在C语言编程中，内存管理是非常重要的一个概念。C语言提供了许多与内存操作相关的函数，帮助程序员在运行时动态地管理内存。此外，计算机系统通常有两种不同的字节序（大小端字节序），这对我们理解数据如何在内存中存储和传输至关重要。在这篇文章中，我们将深入探讨C语言中的内存函数以及大小端字节序。

一、C语言内存函数

C语言通过标准库提供了许多函数，用于动态分配、释放、复制和设置内存。常用的内存函数有：malloc、calloc、realloc、free 和 memcpy 等。

1. `malloc` 函数

malloc（memory allocation）函数用于动态分配指定字节数的内存。

语法：

void* malloc(size_t size);

参数：size 是要分配的字节数。
返回值：返回一个指向分配内存块的指针。如果分配失败，返回 NULL。

示例代码：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>int main() {int* ptr = (int*)malloc(5 * sizeof(int));  // 分配5个int类型大小的内存if (ptr == NULL) {printf("内存分配失败\n");return 1;}// 使用分配的内存for (int i = 0; i < 5; i++) {ptr[i] = i + 1;printf("%d ", ptr[i]);}free(ptr);  // 释放内存return 0;
}

2. `calloc` 函数

calloc（contiguous allocation）函数用于分配内存并初始化为零。它与 malloc 的不同之处在于，它会将分配的内存区域初始化为零。

语法：

void* calloc(size_t num, size_t size);

参数：num 是要分配的元素数量，size 是每个元素的大小。
返回值：返回一个指向分配内存块的指针。如果分配失败，返回 NULL。

示例代码：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>int main() {int* ptr = (int*)calloc(5, sizeof(int));  // 分配5个int类型大小的内存并初始化为零if (ptr == NULL) {printf("内存分配失败\n");return 1;}// 使用分配的内存for (int i = 0; i < 5; i++) {printf("%d ", ptr[i]);  // 输出为0，因为calloc初始化了内存}free(ptr);  // 释放内存return 0;
}

3. `realloc` 函数

realloc（reallocation）函数用于调整已分配内存块的大小。如果原始内存块的大小不足，可以使用此函数来重新分配一个更大的内存块。

语法：

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

参数：ptr 是指向已分配内存块的指针，size 是新的内存块大小。
返回值：返回一个指向新分配内存块的指针，如果重新分配失败，则返回 NULL。

示例代码：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>int main() {int* ptr = (int*)malloc(5 * sizeof(int));  // 分配5个int类型大小的内存if (ptr == NULL) {printf("内存分配失败\n");return 1;}// 使用原始分配的内存for (int i = 0; i < 5; i++) {ptr[i] = i + 1;}// 重新分配更大的内存ptr = (int*)realloc(ptr, 10 * sizeof(int));  // 调整为10个int类型大小的内存if (ptr == NULL) {printf("内存重新分配失败\n");return 1;}// 使用重新分配后的内存for (int i = 5; i < 10; i++) {ptr[i] = i + 1;}for (int i = 0; i < 10; i++) {printf("%d ", ptr[i]);}free(ptr);  // 释放内存return 0;
}

4. `free` 函数

free 函数用于释放之前通过 malloc、calloc 或 realloc 分配的内存。释放内存后，指针仍然存在，但不再指向有效的内存区域，因此需要将指针设置为 NULL 来避免悬空指针问题。

语法：

void free(void* ptr);

参数：ptr 是指向要释放内存的指针。

示例代码：

int* ptr = (int*)malloc(5 * sizeof(int));  // 分配内存
free(ptr);  // 释放内存

二、大小端字节序

1. 字节序（Endianness）

字节序是指数据在内存中存储的顺序，特别是多字节数据类型（如int、float等）。不同的计算机体系结构有不同的字节序规则，主要有两种类型：

大端字节序（Big Endian）：将数据的高字节存储在低地址位置，低字节存储在高地址位置。
小端字节序（Little Endian）：将数据的低字节存储在低地址位置，高字节存储在高地址位置。

2. 大端字节序（Big Endian）

在大端字节序系统中，数据的高位字节存储在低地址处，低位字节存储在高地址处。例如，假设我们有一个0x12345678的整数，它在内存中的存储方式为：

内存地址： 0x00    0x01    0x02    0x03
存储内容： 0x12    0x34    0x56    0x78

3. 小端字节序（Little Endian）

在小端字节序系统中，数据的低位字节存储在低地址处，高位字节存储在高地址处。例如，假设我们有一个0x12345678的整数，它在内存中的存储方式为：

内存地址： 0x00    0x01    0x02    0x03
存储内容： 0x78    0x56    0x34    0x12

4. 如何判断字节序

可以通过编写一个简单的C程序来判断当前系统的字节序：

示例代码：

#include <stdio.h>int main() {unsigned int num = 1;unsigned char* byte = (unsigned char*)&num;if (byte[0] == 1) {printf("小端字节序\n");} else {printf("大端字节序\n");}return 0;
}