C 语言 calloc

2025年8月6日 | 阅读6分钟

在C编程语言中，Calloc代表C语言中的连续分配（Contiguous Allocation）。它是一个库函数，允许程序员在运行时动态分配内存。Calloc()会分配内存并将其所有字节设置为零，而malloc()会分配内存但不会将任何字节设置为零，即不进行初始化。

Calloc()主要用于需要为元素数组分配内存的情况，确保每个元素都获得默认值零。这可以避免因未初始化内存而可能导致的任何异常操作。

在C编程中，calloc函数定义在 stdlib.h 头文件中。它有两个参数：块的数量和每个块的大小。当使用calloc()函数动态分配内存时，它返回第一个块的基地址，并且每个块都初始化为0。如果内存未创建，它将返回一个NULL指针。

语法

它具有以下语法：

在这个语法中，

num_elements：表示要分配的块数。
element_size：表示每个块的大小（以字节为单位）。
返回值：指向已分配内存块的指针，如果分配失败则返回NULL。

演示calloc()函数动态内存分配的程序

让我们编写一个简单的程序来检查C语言中是否动态分配了内存。

示例

#include <stdio.h>  
#include <stdlib.h>  
int main()  
{  
int *ptr;  
/* use calloc() function to define the no. of blocks and size of each blocks. */  
ptr = calloc (4, sizeof(int)); // here 4 is the no. of block and int is the size of block  
if (ptr != NULL)  
{  
printf (" Memory is created successfully \n");  
}  
else   
printf (" Memory is not created ");  
return 0;  
}  

编译并运行

输出

Memory is created successfully

说明

在此示例中，我们使用calloc()分配了四个int大小的内存单元。返回指向已分配内存块的指针。如果内存分配成功，将打印“内存创建成功”的消息，否则将显示错误消息。无论哪种情况，RAM都会立即重置为零。

演示calloc()函数用法的程序

让我们考虑使用calloc()函数创建动态内存分配并将数据存储到内存块中。

示例

#include <stdio.h>  
#include <conio.h>  
#include <stdlib.h>  
      
void main()  
{     
    int n, *ptr, *p, i, sum = 0;  
    /* n = number of elements, *ptr = store base address of the dynamic memory,  
    *p store temporary address of the *ptr */   
    printf (" Enter the number of elements: ");  
    scanf (" %d", &n); // it takes number of elements   
      
    // use calloc syntax to create memory block of int data type   
    ptr = (int *) calloc (n, sizeof(int));  
    p = ptr; // assign the address of ptr  
    if (ptr == NULL) // it checks whether the memory is allocated   
    {  
        printf (" Memory is not allocated. ");  
        exit(0); // exit from the program  
    }  
    printf (" Enter %d numbers \n", n);  
    for ( i = 1; i <= n; i++)  
    {  
        scanf ( "%d", ptr);  
        sum = sum + *ptr;  
        ptr++;  
    }  
      
    printf (" Elements are: ");  
    for (i = 1;  i <= n; i++)  
    {  
        printf (" %d", *p);  
    p++;  
    }  
    printf (" \n The addition of the elements is: %d ", sum);  
    getch();  
}  

编译并运行

输出

Enter the number of elements: 5
Enter 5 numbers
1
2
3
4
5
Elements are: 1 2 3 4 5
The addition of the elements is: 15

说明

在此示例中，我们演示了使用Calloc()函数动态分配n个整数的空间，其中n是用户输入的整数值。基地址将存储在指针ptr中，并保存原始地址以便稍后与p一起使用。之后，它会提示用户输入n个整数值，并将它们相加并将结果存储在为此目的指定的RAM位置，使用指针p存储每个元素，并在最后打印所有元素的总和之前打印它们。calloc()技术用于在实际使用之前验证内存分配并将其初始化为零。

使用free()函数释放动态内存分配的程序

让我们考虑使用calloc()函数创建动态内存分配，然后使用C程序中的free()函数释放占用的空间。

示例

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

int main() {
    int n, *ptr, *p, i, sum = 0;

    printf("Define the number of elements to be entered: ");
    scanf("%d", &n);

    // use calloc to allocate memory for n integers
    ptr = (int *)calloc(n, sizeof(int));

    if (ptr == NULL) {
        printf("Out of memory\n");
        exit(0);
    }

    p = ptr;  // Save base address

    printf("Enter the elements:\n");
    for (i = 0; i < n; i++) {
        scanf("%d", &ptr[i]);
        sum += ptr[i];
    }

    printf("Elements are: ");
    for (i = 0; i < n; i++) {
        printf("%d ", ptr[i]);
    }

    printf("\nThe addition of the elements is: %d\n", sum);

    free(ptr);  // Free the allocated memory
    return 0;
}

编译并运行

输出

Define the number of elements to be entered: 6
Enter the elements
2
4
6
8
10
12
Elements are: 2 4 6 8 10 12
The addition of the elements is: 42

说明

在此示例中，我们使用calloc()函数为n个整数动态分配内存空间，其中n是用户指定的数字。p在变量指针ptr中存储已分配内存的基地址以备将来使用。用户输入n个整数，存储在内存中并相加得到总和。输入数据后，它会通过指针p写出每个输入的元素，然后给出所有因素的总和。动态分配的内存应使用free()释放，以避免任何可能的内存泄漏。由于getch()，输出屏幕会一直保留直到按下某个键。

calloc()函数的优点

C语言中calloc()函数有以下几个优点：

它允许应用程序在运行时动态调整RAM。
它会立即将RAM分配重置为零。
它降低了使用无效或未准备好的数据的可能性。
数组和结构可以轻松分配空间。
如果发生错误，它会返回NULL，以便进行安全的错误管理。

calloc()函数的缺点

C语言中calloc()函数有以下几个优点：

与malloc()相比，它稍慢，因为内存被初始化为零。
为了释放内存，需要显式调用free()；否则，可能会发生内存泄漏。
不当使用可能导致分段错误和运行时问题。
不正确的分配大小或过度使用可能导致内存碎片。
如果未充分检查返回的指针，它可能会静默失败。

结论

总之，C语言的calloc()方法因其将内存初始化为零的能力而脱颖而出。它接受两个参数：要分配的元素数量和每个元素的大小。它定义在头文件中。对于需要初始化为零的数组或结构来说，它更有优势，因为calloc()保证内存被设置为零，而malloc()不会初始化内存。这样可以避免与垃圾值相关的意外行为。

Calloc()函数常见问题解答

1) calloc()与malloc()有什么区别？

与malloc()不同，malloc()创建内存而不进行初始化，允许其包含垃圾值，而calloc()分配内存并将所有字节设置为零。

2) calloc()的语法是什么？

它具有以下语法：

它需要两个参数：每个元素的大小和元素的数量。然后返回指向已分配RAM的指针。

3) 使用malloc()代替calloc()怎么样？

如果需要零初始化内存，calloc()函数在分配数组或结构时非常有用，其中零初始值是预期或逻辑正常所必需的。

4) calloc()如何释放它分配的内存？

在C语言中，calloc()函数主要用于动态分配内存。如果我们想释放（或释放）使用calloc()函数分配的内存，我们必须使用free()函数。

5) 如果calloc()未能完成内存分配，会发生什么？

如果calloc()失败，它将返回一个NULL指针。在使用内存之前，请务必检查返回值。

if (ptr == NULL) {
// Handle memory allocation failure
}

下一主题自定义函数与库函数在C语言中的区别

C 语言 calloc

语法

演示calloc()函数动态内存分配的程序

示例

演示calloc()函数用法的程序

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calloc()函数的优点

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