realloc() 在缩小 char * 时没有按预期运行

Question

我正在尝试使用 realloc() 缩小指针“ptr”，如下示例代码所示：

char * ptr = malloc(sizeof(char) * 7);
int i;
for(i = 0;i<7;i++){
    ptr[i]= "pointer"[i];
}
puts(ptr);
ptr = realloc(ptr,sizeof(char) * 3);
puts(ptr);
free(ptr);

期望代码释放未使用的内存，我认为它会返回以下内容：

pointer
poi

但是，它反而返回：

pointer
pointer

这是编译器的错误，还是我对 realloc() 理解的错误？

Answer 1

你误解了 realloc。 realloc 不一定将数据移动到新位置，并且由于您正在缩小内存，因此几乎可以肯定（取决于实现）不会。它不会（必然）修改原始内容，在您的情况下也没有。您的程序正在调用未定义的行为，除了程序中没有错误。 （使用不指向空终止字符串的 char * 调用 puts 是错误的。）

Answer 2

realloc 返回一个更新后的指针，该指针指向（至少）请求大小的内存块。它可以通过分配一个新的内存块并释放旧的内存块来做到这一点，或通过返回原始指针值（并更新系统的内部簿记信息以跟踪更新后的大小）。如果它分配了一块新的内存，它会从旧位置复制数据；复制的数量是旧尺寸或新尺寸，以较小者为准。

char * ptr = malloc(sizeof(char) * 7);
int i;
for(i = 0;i<7;i++){
    ptr[i]= "pointer"[i];
}
puts(ptr);

这具有未定义的行为。 puts 需要一个指向字符串的指针，而字符串需要一个空字符 '\0' 来终止它。所以对于一个长度为 7 个字符的字符串，需要分配 8 个字节。 （完成此操作后，您可以使用strcpy 复制数据。）

它似乎可以工作，因为在刚刚超过分配内存末尾的位置可能恰好有一个空字符。

ptr = realloc(ptr,sizeof(char) * 3);
puts(ptr);

更多未定义的行为。在realloc 调用之后ptr 指向（至少）3 个字节的内存。由于新尺寸小于旧尺寸，系统能够将新块放置在与旧块相同的位置；它只是将其标记为较小的尺寸。

所以通过“运气”，ptr 指向一个字符序列：

'p', 'o', 'i', 'n', 't', 'e', 'r', '\0'

但只有前 3 个字节在内存中，您可以安全地访问。

realloc 可能分配了一个新的内存块，并且该块末尾之后的数据可能包含'n', 't', 'e', 'r', '\0'以外的其他内容。就此而言，即使realloc 返回指向同一位置的指针，新的较小块末尾之后的内存也可能被破坏。

还有一件事：realloc 如果无法分配内存，则返回一个空指针。即使您试图缩小分配的内存，您也应该始终检查这一点。如果realloc 失败，它会留下原始分配的内存；您应该考虑将结果分配给不同的指针对象，以便您仍然可以访问原始内存。 （除非你无论如何都要终止程序；那没关系。）

Answer 3

那是因为缩小时指针没有改变，将数据留在原处。

所以剩余的 5 个字节 nter\0 仍然存在，在分配区域之外，但在它旁边的同一个地方。注意 C 中的字符串以空值结尾，这意味着符号 \0（值为零的字符）用作确定字符串结束位置的标记。

当你打印一个 C 字符串时，它会一直打印，直到找到一个 \0，即使这个 \0 超出了分配的内存空间的范围，调用被概括为“未定义行为”的东西，你不应该这样做，这可能会或可能不会起作用，或者可能会或可能不会崩溃，具体取决于条件。

即使它确实将您的变量移动到内存中的其他位置，它也只会移动poi 部分，并且会丢失空终止符，从而导致您的字符串格式错误，从而导致更多未定义的行为。它会打印内存垃圾，直到它崩溃或找到\0。