核心定位

realloc 是C语言中的「内存变形金刚」，它能动态调整已分配内存的大小，实现内存的智能扩容或缩容。就像橡皮筋一样，根据需要拉长或缩短，同时尽可能保留原有数据！

函数原型与参数

void *realloc(void *ptr, size_t new_size);

• 入口参数：
• ptr：指向已分配内存的指针（malloc/calloc/realloc分配的指针）
• 特殊用法：若 ptr 为 NULL，则等价于 malloc(new_size)
• new_size：新内存块的总字节数（可大于或小于原大小）
• 返回参数：
• 成功：返回新内存指针（可能与原指针不同）
• 失败：返回 NULL，原内存保持不变

基础用法四步曲

// 初始分配（示例：创建含3个int的数组）  
int *arr = (int*)malloc(3 * sizeof(int));  
arr[0]=1, arr[1]=2, arr[2]=3;  

// 1 尝试扩容到5个元素  
int *new_arr = (int*)realloc(arr, 5 * sizeof(int));  

// 2 检查是否成功  
if (new_arr == NULL) {  
    free(arr);  // 扩容失败，释放原内存  
    perror("内存扩容失败！");  
    exit(EXIT_FAILURE);  
}  

// 3 更新指针（原内存可能已被释放！）  
arr = new_arr;  

// 4 使用新内存  
arr[3] = 4;  
arr[4] = 5;  

//  最终释放  
free(arr);  
arr = NULL;

三大核心特性

特性1智能扩容策略

• 原地扩容：若后续内存空间足够，直接扩展（地址不变）
• 异地迁移：若空间不足，自动寻找新区域，复制旧数据并释放原内存

int *p1 = malloc(100);  
printf("原地址: %p\n", p1);  

int *p2 = realloc(p1, 200);  
printf("新地址: %p\n", p2);  // 可能相同或不同

特性2多功能模式切换

特性3数据完整性保障

• 异地迁移时会自动复制有效数据部分（不会复制超出新大小的旧数据）

char *str = malloc(5);  
strcpy(str, "Hello");  

// 缩小到3字节（保留'H','e','l'）  
str = realloc(str, 3);  
printf("%.3s", str);  // 输出：Hel

四大致命陷阱

实战代码：动态数组自动扩容

#include 
#include 

typedef struct {
    int *data;      // 数据存储
    size_t size;    // 当前元素数
    size_t capacity;// 总容量
} DynamicArray;

// 初始化动态数组（容量=2）
void init_array(DynamicArray *arr) {
    arr->data = (int*)malloc(2 * sizeof(int));
    arr->size = 0;
    arr->capacity = 2;
}

// 添加元素（自动扩容）
void push_back(DynamicArray *arr, int value) {
    if (arr->size >= arr->capacity) {
        //  容量翻倍（指数增长策略）
        size_t new_cap = arr->capacity * 2;
        int *temp = (int*)realloc(arr->data, new_cap * sizeof(int));
        
        if (!temp) {
            free(arr->data);
            fprintf(stderr, "内存扩容失败！");
            exit(EXIT_FAILURE);
        }
        
        arr->data = temp;
        arr->capacity = new_cap;
        printf("扩容至 %zu 元素\n", new_cap);
    }
    
    arr->data[arr->size++] = value;
}

int main() {
    DynamicArray arr;
    init_array(&arr);

    // 添加10个元素（触发多次扩容）
    for (int i=0; i<10; i++) {
        push_back(&arr, i*10);
    }

    // 输出结果
    for (int i=0; i<arr.size; i++) {
        printf("%d ", arr.data[i]);
    }

    free(arr.data);
    return 0;
}

输出示例：

扩容至 4 元素  
扩容至 8 元素  
扩容至 16 元素  
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

黄金法则

1. 先用临时变量：new_ptr = realloc(old_ptr, size)
2. 指数级扩容：每次扩容为原容量的1.5-2倍，减少调用次数
3. 及时更新元数据：容量变化后同步记录数组大小等信息
4. 缩容需谨慎：频繁缩小内存可能适得其反，建议在空闲时操作

脑洞应用：内存画布动态调整

// 创建可变大小的像素画布
unsigned char *canvas = malloc(100*100*3); // 初始100x100 RGB图像

// 用户拖拽调整画布大小到200x200
size_t new_size = 200*200*3;
unsigned char *new_canvas = realloc(canvas, new_size);

if (new_canvas) {
    canvas = new_canvas;
    // 新区域自动保留原图像数据，超出部分为随机值
    // 可手动初始化新增区域为背景色...
}

掌握 realloc 如同获得内存空间的「时空门」，既能保留历史数据，又能灵活适应未来需求。记住：先试新门，再拆旧门（先用临时指针接收返回值），方能安全穿越内存世界！