Функція calloc() у бібліотеці C із програмою ПРИКЛАД

Що таке calloc у C?

Функція calloc() у мові C використовується для виділення кількох блоків пам'яті однакового розміру. Це функція динамічного розподілу пам'яті, яка розподіляє простір пам'яті між складними структурами даних, такими як масиви та структури, і повертає вказівник void на пам'ять. Calloc розшифровується як безперервне виділення (contiguous allocation).

Функція Malloc використовується для виділення одного блоку простору пам’яті, тоді як функція calloc у C використовується для виділення кількох блоків простору пам’яті. Кожен блок, виділений calloc у програмуванні на C, має однаковий розмір.

Навіщо використовувати calloc() у C?

Звичайні змінні та масиви фіксованого розміру блокують свої розміри під час компіляції програми, що призводить до марнування місця, коли потрібно менше елементів, і до повного збою, коли їх потрібно більше. calloc() усуває це обмеження, резервуючи пам'ять під час виконання, і, на відміну від malloc(), очищає кожен байт до нуля перед поверненням блоку. Це робить calloc() природним вибором, коли програмі потрібна чиста, передбачувана область пам'яті для масиву або структури, розмір якої відомий лише під час виконання коду.

Динамічне розподілення за допомогою calloc() підходить для кількох поширених ситуацій:

• Числові масиви, які повинні починатися з нуля, такі як лічильники, гістограми або запущені акумулятори.
• Структури даних, де залишкові сміттєві значення можуть спричинити ледь помітні, важкодоступніtracі жуки.
• Buffers, довжина яких залежить від введених користувачем даних або файлу, що зчитується під час виконання програми.
• Блоки занадто великі для обмеженого стеку, оскільки calloc() черпає дані з набагато більшої купи.

Оскільки зарезервований блок є суміжним і вже обнулений, його можна одразу розглядати як готовий до використання масив без окремого циклу ініціалізації.

Синтаксис calloc():

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

• Наведений вище приклад оператора calloc у C використовується для виділення n блоків пам’яті однакового розміру.
• Після виділення простору пам'яті всі байти ініціалізуються нулем.
• Команда покажчик який на даний момент знаходиться в першому байті виділеного простору пам'яті повертається.

Щоразу, коли виникає помилка виділення простору пам’яті, наприклад нестача пам’яті, повертається нульовий покажчик, як показано в наведеному нижче прикладі calloc.

Як використовувати calloc

Наведена нижче програма calloc на C обчислює суму арифметичної послідовності.

#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 calloc у прикладі C:

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

Різниця між calloc() та malloc()

calloc() та malloc() резервують пам'ять у купі та обидва повертають покажчик void або NULL у разі невдачі, проте вони відрізняються трьома практичними способами, які визначають, який з них використовувати.

• Ініціалізація: calloc() встановлює кожен байт у новому блоці в нуль, тоді як malloc() залишає вміст неініціалізованим, тому блок malloc() містить непередбачуване сміття, доки програма не запише в нього дані.
• Аргументи: calloc() приймає два аргументи, кількість елементів та розмір кожного з них, записані як calloc(n, size); malloc() приймає один аргумент, загальну кількість байтів, записаний як malloc(n * size).
• Швидкість: malloc() трохи швидша, оскільки пропускає крок обнулення, тому код, який негайно перезаписує пам'ять, часто надає їй перевагу.

Обидві функції оголошені в stdlib.h, і обидві звільняють пам'ять за допомогою однієї й тієї ж функції free(). Вибирайте calloc(), коли важливий чистий, обнулений блок, і malloc(), коли перевага надається швидкості необробленого коду, і програма сама обробляє ініціалізацію.

Як звільнити пам'ять, виділену функцією calloc()

Пам'ять, зарезервована функцією calloc(), знаходиться в купі та ніколи не звільняється автоматично. Коли програма продовжує виділяти пам'ять без звільнення, вона повільно споживає всю доступну пам'ять, цей дефект відомий як витік пам'яті. Функція free() повертає системі завершений блок, щоб простір можна було повторно використовувати для наступних виділень.

Функція free() приймає один аргумент, вказівник, який повернула функція calloc(), і звільняє весь блок одразу:

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 */
}

Дотримуйтесь цих правил для безпечного керування пам'яттю calloc():

• Викликайте free() рівно один раз для кожного успішного calloc(); звільнення одного й того ж блоку двічі призводить до невизначеної поведінки.
• Встановіть вказівник на NULL після звільнення, щоб його не можна було повторно використовувати як висячий вказівник.
• Ніколи не звільняє() вказівник, який не повертає calloc(), включаючи той, що зміщений за допомогою арифметики вказівників.
• Зіставте кожне виділення з випуском, перш ніж вказівник вийде за межі області видимості.

Оскільки calloc() та malloc() отримують дані з однієї купи, порядок звільнення однаковий для обох функцій: один free() для кожного успішного виділення, і після цього доступ до блоку відсутній.ping Балансування розподілу та вивільнення пам'яті є основною звичкою ручного керування пам'яттю в C, і це запобігає як витокам, так і збоям, спричиненим повторним використанням пам'яті, яка вже була повернута.

Поширені запитання