Le Funzioni di Allocazione

Oltre a malloc, la libreria standard <stdlib.h> fornisce altre funzioni di gestione della memoria utili per scenari specifici.

Quando usare cosa?

Usa malloc per prestazioni massime quando andrai subito a sovrascrivere l’intera memoria. Usa calloc per array che necessitano di inizializzazione sicura a zero. Usa realloc per array dinamici o strutture dati che cambiano dimensione.

La funzione calloc

La funzione calloc (Contiguous Allocation) viene utilizzata per allocare memoria per un array di oggetti e inizializza automaticamente tutti i byte a zero.

// Alloca spazio per 10 interi e li inizializza tutti a 0
int *numeri = (int *)calloc(10, sizeof(int));

Rappresentazione dello Zero

Sebbene calloc inizializzi i byte a zero logico (tutti i bit a 0), ricorda che per i puntatori o i numeri floating-point in alcune architetture esotiche il byte ‘zero’ potrebbe non corrispondere esattamente ai valori NULL o 0.0. Tuttavia, sui sistemi moderni (POSIX/Windows/Linux), è sicuro e garantito usarlo.

La funzione realloc

Spesso ci si rende conto a runtime che lo spazio precedentemente allocato è insufficiente (o eccessivo). realloc permette di ridimensionare un blocco di memoria preesistente:

// Ridimensiona l'array per contenere 20 interi
numeri = (int *)realloc(numeri, 20 * sizeof(int));

Cosa fa internamente realloc:

1. Se c’è spazio sufficiente nel blocco corrente, lo estende e restituisce lo stesso puntatore.
2. Altrimenti, alloca un blocco nuovo, copia i vecchi dati nel nuovo blocco, libera il blocco vecchio e restituisce il nuovo puntatore.

Sicurezza con realloc

Se realloc fallisce (memoria esaurita), restituisce NULL ma non cancella la memoria originale.

Guarda questo errore molto comune:

// SBAGLIATO: se realloc fallisce, 'ptr' diventa NULL e perdi l'indirizzo originale!
ptr = realloc(ptr, nuova_dimensione);

Il modo corretto è usare una variabile temporanea:

// CORRETTO:
void *tmp = realloc(ptr, nuova_dimensione);
if (tmp != NULL) {
    ptr = tmp; // Tutto ok, aggiorniamo il puntatore
} else {
    // Gestione dell'errore (la memoria originale in 'ptr' è ancora intatta, possiamo liberarla o terminare il programma)
    free(ptr);
    exit(1);
}

Altre varianti

C11 ha introdotto aligned_alloc per specificare restrizioni di allineamento hardware stretto per l’allocazione. Esistono anche estensioni non standard ma utilissime come reallocarray (nato su OpenBSD) che include controlli per prevenire l’overflow aritmetico nel calcolo della dimensione dell’array (es. num_elements * size che eccede SIZE_MAX).

💻 Esercizio Pratico: Uso di calloc

Crea un array di 3 elementi usando calloc, verifica che contengano 0, poi assegna dei valori.

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🧠Qual è la differenza principale tra malloc e calloc?

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🧠Cosa succede se si passa un puntatore NULL a realloc? (es. realloc(NULL, 100))

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🧠Perché non bisogna mai fare 'ptr = realloc(ptr, nuova_dimensione);'?

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