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【嵌入式】C语言中malloc()和calloc()的区别

news 来源：原创 2025/5/7 11:36:57

在C语言中，malloc() 和 calloc() 都是动态内存分配函数，它们都用于在堆上分配内存，但它们在分配内存的方式和初始化内存内容方面存在一些区别。以下是它们的详细对比：

1. 函数原型

malloc()：
```
void* malloc(size_t size);
```
- 参数：size 表示要分配的内存字节数。
- 返回值：成功时返回指向分配的内存块的指针，失败时返回 NULL。
calloc()：
```
void* calloc(size_t num, size_t size);
```
- 参数：num 表示要分配的元素个数，size 表示每个元素的大小（以字节为单位）。
- 返回值：成功时返回指向分配的内存块的指针，失败时返回 NULL。

2. 内存分配方式

malloc()：
- 只需要指定要分配的总字节数。
- 例如，malloc(100) 会分配一个大小为100字节的内存块。
calloc()：
- 需要指定两个参数：元素个数和每个元素的大小。
- 例如，calloc(25, 4) 会分配一个包含25个元素，每个元素大小为4字节的内存块，总大小为 25 * 4 = 100 字节。

3. 内存初始化

malloc()：
- 分配的内存内容是未初始化的，其值是随机的，可能包含任意数据。
calloc()：
- 分配的内存内容会被初始化为0。这意味着分配的内存块中的所有字节都会被设置为0。

4. 使用场景

malloc()：
- 适用于需要动态分配内存但不需要初始化的场景。
- 例如，分配一个动态数组，但后续会立即对数组进行赋值。
calloc()：
- 适用于需要动态分配内存并确保内存内容为0的场景。
- 例如，分配一个动态数组并将其用作计数器、标志位等，或者分配一个结构体数组并确保所有字段初始值为0。

5. 性能和效率

malloc()：
- 通常比 calloc() 更快，因为它不需要进行内存初始化操作。
calloc()：
- 由于需要初始化内存为0，可能会比 malloc() 稍微慢一些，尤其是在分配大块内存时。

示例代码

使用 `malloc()`：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int main() {
    int* arr = (int*)malloc(5 * sizeof(int)); // 分配5个整数的内存
    if (arr == NULL) {
        printf("Memory allocation failed\n");
        return 1;
    }

    // 手动初始化内存
    for (int i = 0; i < 5; i++) {
        arr[i] = 0;
    }

    // 使用数组
    for (int i = 0; i < 5; i++) {
        printf("%d ", arr[i]);
    }
    printf("\n");

    free(arr); // 释放内存
    return 0;
}

使用 `calloc()`：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int main() {
    int* arr = (int*)calloc(5, sizeof(int)); // 分配5个整数的内存并初始化为0
    if (arr == NULL) {
        printf("Memory allocation failed\n");
        return 1;
    }

    // 使用数组
    for (int i = 0; i < 5; i++) {
        printf("%d ", arr[i]);
    }
    printf("\n");

    free(arr); // 释放内存
    return 0;
}