Функция calloc() в библиотеке C с ПРИМЕРОМ программы

Что такое calloc в C?

Функция `calloc()` в языке C используется для выделения нескольких блоков памяти одинакового размера. Это функция динамического выделения памяти, которая выделяет пространство памяти для сложных структур данных, таких как массивы и структуры, и возвращает указатель на память в формате `void`. `calloc` означает непрерывное выделение памяти.

Функция Malloc используется для выделения одного блока памяти, тогда как функция calloc в C используется для выделения нескольких блоков памяти. Каждый блок, выделяемый calloc в программировании на C, имеет одинаковый размер.

Зачем использовать функцию calloc() в языке C?

Обычные переменные и массивы фиксированного размера блокируют свои размеры при компиляции программы, что приводит к нерациональному использованию пространства при меньшем количестве элементов и к полному сбою при большем их количестве. Функция calloc() снимает это ограничение, резервируя память во время выполнения, и, в отличие от malloc(), обнуляет каждый байт перед возвратом блока памяти. Это делает calloc() естественным выбором, когда программе требуется чистая, предсказуемая область памяти для массива или структуры, размер которой известен только во время выполнения кода.

Динамическое выделение памяти с помощью функции calloc() подходит для нескольких распространенных ситуаций:

• Числовые массивы, которые должны начинаться с нуля, такие как счетчики, гистограммы или накопители.
• Структуры данных, где остаточные мусорные значения могут вызывать незаметные, трудновыявляемые проблемы.tracи насекомых.
• BufferДлина этих данных зависит от ввода пользователя или от файла, прочитанного во время выполнения программы.
• Блоки слишком велики для ограниченного стека, поскольку функция calloc() использует гораздо больший объем кучи.

Поскольку зарезервированный блок является непрерывным и уже обнулен, его можно сразу рассматривать как готовый к использованию массив без отдельного цикла инициализации.

calloc() Синтаксис:

ptr = (cast_type *) calloc (n, size);

• Приведенный выше пример оператора calloc в C используется для выделения n блоков памяти одинакового размера.
• После выделения пространства памяти все байты инициализируются нулями.
• указатель который в данный момент находится в первом байте выделенного пространства памяти, возвращается.

Всякий раз, когда возникает ошибка при выделении памяти, например нехватка памяти, возвращается нулевой указатель, как показано в примере calloc ниже.

Как использовать каллок

Приведенная ниже программа calloc на языке C вычисляет сумму арифметической последовательности.

#include <stdio.h>
    int main() {
        int i, * ptr, sum = 0;
        ptr = calloc(10, sizeof(int));
        if (ptr == NULL) {
            printf("Error! memory not allocated.");
            exit(0);
        }
        printf("Building and calculating the sequence sum of the first 10 terms \ n ");
        for (i = 0; i < 10; ++i) { * (ptr + i) = i;
            sum += * (ptr + i);
        }
        printf("Sum = %d", sum);
        free(ptr);
        return 0;
    }

Результат вызова в примере C:

 
Building and calculating the sequence sum of the first 10 terms
Sum = 45

Разница между calloc() и malloc()

Функции calloc() и malloc() резервируют память в куче и обе возвращают указатель типа void или NULL в случае неудачи, однако они различаются тремя практическими способами, которые определяют, какую из них использовать.

• Инициализация: функция calloc() обнуляет каждый байт в новом блоке, в то время как malloc() оставляет содержимое неинициализированным, поэтому блок malloc() содержит непредсказуемый мусор до тех пор, пока программа не запишет в него данные.
• Аргументы: функция calloc() принимает два аргумента: количество элементов и размер каждого, записывается как calloc(n, size); функция malloc() принимает один аргумент — общее количество байтов, записывается как malloc(n * size).
• Скорость: функция malloc() немного быстрее, потому что пропускает этап обнуления, поэтому код, который немедленно перезаписывает память, часто предпочитает именно её.

Обе функции объявлены в stdlib.h, и обе освобождают память с помощью одной и той же функции free(). Выбирайте calloc(), когда важен чистый, обнуленный блок памяти, и malloc(), когда предпочтительнее высокая скорость и программа самостоятельно выполняет инициализацию.

Как освободить память, выделенную функцией calloc()

Память, зарезервированная функцией calloc(), находится в куче и никогда не освобождается автоматически. Когда программа продолжает выделять память, не освобождая её, она постепенно потребляет всю доступную память — это дефект, известный как утечка памяти. Функция free() возвращает системе завершенный блок, чтобы пространство можно было повторно использовать при последующих выделениях памяти.

Функция free() принимает один аргумент — указатель, возвращенный функцией calloc(), — и освобождает весь блок целиком:

int *ptr;
ptr = calloc(10, sizeof(int));
if (ptr != NULL) {
    /* use the allocated memory here */
    free(ptr);   /* release the block */
    ptr = NULL;  /* avoid a dangling pointer */
}

Следуйте этим правилам для безопасного управления памятью функции calloc():

• Вызовите функцию free() ровно один раз при каждом успешном вызове calloc(); освобождение одного и того же блока дважды приведет к неопределенному поведению.
• После освобождения памяти установите указатель в значение NULL, чтобы его нельзя было повторно использовать в качестве висячего указателя.
• Никогда не освобождайте указатель с помощью функции free(), если функция calloc() его не вернула, включая указатель, сдвинутый в результате арифметических операций с указателями.
• Сопоставьте каждое выделение памяти с освобождением до того, как указатель выйдет из области видимости.

Поскольку функции calloc() и malloc() используют данные из одной и той же кучи, порядок освобождения памяти одинаков для обеих функций: одно освобождение памяти при каждом успешном выделении памяти, и после этого доступ к блоку данных прекращается.ping Сбалансированное выделение и освобождение памяти — это основной принцип ручного управления памятью в C, который предотвращает как утечки, так и сбои, вызванные повторным использованием уже освобожденной памяти.

Часто задаваемые вопросы (FAQ)