c - 使用 realloc 减少数组时内存会发生什么情况？

Question

我想知道当你 realloc -1 你的数组时内存会发生什么。根据我读过的关于 realloc 的所有内容，我认为指针仍然指向内存中的同一个位置(不需要函数来寻找另一个可用且足够的内存块)，如果我错了请告诉我。我的问题是:被删除的数组片段是否被删除(比如使用 free())或者值是否保持不变并且内存片段被共享用于 malloc、calloc 等的 future 操作？

编辑:我还有一个问题。这个功能是否正常工作？它应该删除先前被数组的下一个元素覆盖的数组元素。对整个数组执行此操作，最后一个元素与上一个元素相同，最后一个元素被删除。 PicCounter 是已经上传到程序的图片数量。检查一下:

int DeletePicture(struct Picture **tab, int *PicCounter)
{
int PicToDelete;
printf("Enter the number of pic to delete ");
scanf("%d", &PicToDelete);
for (int i = PicToDelete - 1; i < (*PicCounter) - 2; i++)
{
    (*tab)[i] = (*tab)[i + 1];
}

struct Picture *temp;
temp = realloc(*tab, ((*PicCounter)-1) * sizeof(*temp));
if (temp != NULL)
{
    *tab = temp;
 //That doesn't delete the element, because in main I can still print it
 //like e.g. tab[lastelement]. 
    (*PicCounter)--;
    printf("Picture has been deleted\n");
    return 0;
}
else
{
    printf("Memory reallocation error\n");
    return 1;
}
}

Answer 1

关于 void *realloc(void *ptr, size_t size)，C 标准在 C 2018 7.22.3.5 第 2 段和第 3 段中说:

The realloc function deallocates the old object pointed to by ptr and returns a pointer to a new object that has the size specified by size. The contents of the new object shall be the same as that of the old object prior to deallocation, up to the lesser of the new and old sizes. Any bytes in the new object beyond the size of the old object have indeterminate values.

If ptr is a null pointer, the realloc function behaves like the malloc function for the specified size. Otherwise, if ptr does not match a pointer earlier returned by a memory management function, or if the space has been deallocated by a call to the free or realloc function, the behavior is undefined. If size is nonzero and memory for the new object is not allocated, the old object is not deallocated. If size is zero and memory for the new object is not allocated, it is implementation-defined whether the old object is deallocated. If the old object is not deallocated, its value shall be unchanged.

当您要求减小先前分配的对象的大小时，这意味着:

• 返回的指针可能与原始指针相同，也可能不同。 (参见下面的讨论。)

• C 标准允许释放的内存部分重新用于其他分配。是否重用取决于 C 实现。

• 是否立即覆盖内存释放部分中的值，C 标准没有规定。当然，realloc 的用户可能不依赖与该内存有关的任何行为。

讨论

当内存分配减少时，内存分配例程简单地返回相同的指针，同时记住释放的内存是空闲的，这看起来确实“容易”。然而，内存分配系统相当复杂，因此可能涉及其他因素。例如，假设:

• 为了在没有太多开销的情况下支持许多小的分配，内存分配系统可能会为 1 到 4 个字节的分配创建一个内存池，另一个用于 5 到 8 个字节的内存池，另一个用于 8 到 8 个字节的内存池16，和一个更大尺寸的通用游泳池。对于较大的大小，它可能会单独记住每个分配，自定义其大小并使用各种数据结构管理它们。对于较小的大小，它可能只为每个保留一个位图，每个位表示是否分配了相应的四字节(或八字节或十六字节)区域。在这样的系统中，如果您释放 16 字节分配的八个字节，内存分配软件可能会将数据移动到八字节池中的某处。

• 在任何内存分配系统中，如果您在分配结束时仅释放几个字节，可能没有足够的字节来利用——跟踪您释放的几个字节所需的数据结构可能是大于几个字节。因此，不值得让它们可供重用。内存分配系统只是将它们保留在 block 中，尽管它可能记得 block 中的数据实际上比为其保留的空间小一点。