C++ 有提供像是 C 中 realloc() 这样的函数的新版本吗？
在 C++ 中，并没有一个直接叫做 `realloc()` 的函数的新版本。C++ 作为 C 语言的超集，依然继承了 `realloc()` 的存在，你仍然可以在 C++ 程序中使用它。但是，C++ 提供了一套更强大、更安全、更符合面向对象思想的内存管理机制，这使得在大多数情况下，直接使用 C++ 的内存管理工具比使用 C 的 `realloc()` 更为推荐。
我们来深入探讨一下：
C 中的 `realloc()` 及其局限性
在 C 语言中，`realloc()` 函数是动态内存管理的核心部分，与 `malloc()` 和 `free()` 一起工作。
`malloc(size_t size)`: 分配一块指定大小的内存，并返回一个指向该内存块的指针。如果分配失败，则返回 `NULL`。
`calloc(size_t num, size_t size)`: 分配一块内存，用于存放 `num` 个 `size` 大小的元素，并将所有字节初始化为零。返回指向已分配内存的指针。如果分配失败，则返回 `NULL`。
`realloc(void ptr, size_t new_size)`: 尝试重新分配之前由 `malloc()`、`calloc()` 或 `realloc()` 分配的内存块，使其大小变为 `new_size`。
如果 `ptr` 是 `NULL`，则 `realloc()` 的行为相当于 `malloc(new_size)`。
如果 `new_size` 是 0，则 `realloc()` 的行为相当于 `free(ptr)`，并返回 `NULL`。
如果新的内存块 小于 原来的内存块，则原内存块的前面部分（大小为 `new_size`）会被保留。
如果新的内存块 大于 原来的内存块，则会尝试扩展内存块。
如果扩展的内存可以在原内存块的 后面 连续分配，则会将数据复制到新的更大的内存块，并返回指向新内存块的指针。原内存块的指针可能仍然有效，但通常不应该依赖于此。
如果扩展的内存无法在原内存块的后面连续分配，则会分配一块新的、更大的内存块，将原内存块的数据复制过去，然后释放原内存块，并返回指向新内存块的指针。
如果 `realloc()` 失败（例如，内存不足），它会返回 `NULL`，并且 原有的内存块仍然有效，但没有被释放。这是一个非常关键的特性，需要特别注意。
`realloc()` 的主要问题和 C++ 的考量：
1. 指针失效的风险: 如果 `realloc()` 成功分配了新的内存块并将数据复制过去，它可能会返回一个新的指针。如果你直接将 `realloc()` 的返回值赋回给原来的指针，例如 `ptr = realloc(ptr, new_size);`，那么当 `realloc()` 失败返回 `NULL` 时，你实际上丢失了指向原有有效内存的指针，从而导致内存泄漏。正确的用法是使用一个临时指针：
```c
void temp_ptr = realloc(ptr, new_size);
if (temp_ptr != NULL) {
ptr = temp_ptr; // 只有成功才更新原指针
} else {
// 处理 realloc 失败，ptr 仍然指向旧的内存块
}
```
这种双指针操作虽然是正确的，但相比 C++ 的智能指针或容器，显得繁琐且容易出错。
2. 非 POD 类型（Plain Old Data）的挑战: `realloc()` 只是简单地移动字节。如果内存块中包含的是非 POD 类型（例如 C++ 的类实例，它们可能有构造函数、析构函数、成员函数等），`realloc()` 不会 调用它们的构造函数或析构函数。
如果扩展内存，新的内存区域不会被初始化。
如果内存块被移动了，旧内存区域的析构函数不会被调用。
这会导致资源泄露或不确定的行为。例如，如果你的类管理着一个文件句柄或网络连接，而 `realloc()` 移动了对象但没有调用析构函数来关闭这些资源，那么这些资源就会被泄露。
3. 类型安全性: `realloc()` 返回 `void`，需要显式地进行类型转换。虽然这在 C 中是常态，但在 C++ 中我们追求更好的类型安全。
C++ 的现代内存管理工具
C++ 提供了更健壮和面向对象的内存管理方式，这些方式在很大程度上“隐藏”了对 `realloc()` 的直接需求。
1. `new` 和 `delete` / `new[]` 和 `delete[]`:
`new` 用于分配单个对象的内存，并调用其构造函数。
`delete` 用于释放单个对象，并调用其析构函数。
`new[]` 用于分配数组对象的内存，并调用每个元素的构造函数（对于非 POD 类型）。
`delete[]` 用于释放数组对象，并调用每个元素的析构函数。
这里的关键在于，`new[]` 和 `delete[]` 的配对使用，以及构造函数和析构函数的自动调用，使得动态分配和释放对象数组变得安全得多。 `new[]` 在内部可能需要分配比你请求的更多的内存（例如，存储数组的大小以便 `delete[]` 正确工作），但它以一种对用户透明的方式处理了这些细节。
然而，`new[]` 和 `delete[]` 本身并不提供“重新分配”的功能。 你不能像 `realloc()` 那样直接“扩展”一个通过 `new[]` 分配的数组。如果你需要一个更大的数组，你必须：
分配一个新的、更大的数组。
将旧数组中的元素复制到新数组中（如果元素是类类型，这需要正确处理构造/析构）。
删除旧数组。
这正是 `std::vector` 所做的。
2. `std::vector`:
`std::vector` 是 C++ 标准库提供的动态数组。它封装了所有复杂的内存管理细节，并且是 C++ 中处理可变大小序列的首选方式。
动态扩展: 当 `vector` 中的元素数量超过其当前容量时，它会自动分配一块新的、更大的内存区域，将所有现有元素复制过去，然后释放旧的内存区域。这个过程非常类似于 `realloc()`，但它同时正确地处理了元素的构造函数和析构函数。
`realloc()` 行为的封装: `vector` 的内部实现就相当于对 `realloc()` 概念的健壮封装。当 `vector` 需要增长时，它会：
1. 分配一个新的、更大的内存块。
2. 使用移动构造函数（如果可用）或拷贝构造函数将旧元素移动/复制到新内存中。
3. 释放旧内存。
4. 正确处理新分配内存中的元素（调用构造函数，尽管通常是连续分配的内存，直接复制即可）。
安全性: `std::vector` 通过 RAII（Resource Acquisition Is Initialization）原则管理内存。当 `vector` 对象超出作用域时，它的析构函数会被自动调用，从而释放所有管理的内存，即使在异常发生时也是如此。这避免了手动 `free()` 或 `delete[]` 带来的风险。
`std::vector` 提供了 `reserve()` 和 `resize()` 方法：
`reserve(n)`: 预留至少 `n` 个元素的空间。这会影响 `vector` 的容量，但不改变它的大小。如果 `n` 大于当前容量，`vector` 会重新分配内存。这与 `realloc()` 的意图类似，都是为了避免频繁的小块分配。
`resize(n)`: 将 `vector` 的大小调整为 `n`。如果 `n` 大于当前大小，会添加新的元素（使用默认构造函数或提供的元素值）。如果 `n` 小于当前大小，会移除末尾的元素并调用它们的析构函数。
3. 智能指针 (`std::unique_ptr`, `std::shared_ptr`):
虽然智能指针主要用于管理单个对象的生命周期，但它们可以与动态数组结合使用，例如 `std::unique_ptr arr(new T[size]);`。`std::unique_ptr` 提供了在数组超出作用域时自动释放数组内存的能力，并且可以配合 `std::make_unique` 更好地管理内存。但它们同样不提供像 `realloc()` 那样的“原地”扩展功能。
4. `std::allocator`:
这是一个更底层的概念，`std::vector` 和其他标准库容器可以使用自定义分配器。`std::allocator` 是一个模板类，它提供了 `allocate()` 和 `deallocate()` 方法来分配和释放原始内存，以及 `construct()` 和 `destroy()` 方法来构造和销毁对象。尽管 `std::allocator` 本身不提供 `realloc()`，但它可以与更高级的内存管理策略（例如内存池）结合使用。
为什么不直接“更新” `realloc()`？
C++ 设计者之所以没有创建一个“C++ 版的 `realloc()`”，是因为 `realloc()` 的设计哲学与 C++ 的核心原则（特别是对象生命周期管理和异常安全）存在根本性的冲突：
对象生命周期: C++ 对象有复杂的生命周期，涉及构造函数、析构函数、拷贝/移动语义等。`realloc()` 只是移动字节，完全绕过了这些机制，这对于非 POD 类型是危险的。
异常安全: C++ 标准要求容器在操作过程中提供异常安全性保证。`realloc()` 失败时返回 `NULL` 的机制，迫使程序员编写复杂的错误处理代码来避免内存泄漏，这不符合 C++ 追求的更简洁、更安全的抽象。
RAII 和智能指针: C++ 的 RAII 和智能指针模型提供了一种更优雅、更自动化的内存管理方式。开发者将精力集中在对象的逻辑上，而不是底层的内存分配和释放细节。
总结与建议
可以直接使用 C 的 `realloc()` 吗？
可以，但强烈不推荐在 C++ 中普遍使用它来管理对象数组或包含复杂对象的内存。
如果你确实需要处理 C 风格的原始内存块，并且你清楚地知道这些内存块只包含 POD 类型数据，并且你严格遵守了 `realloc()` 的正确使用模式（例如使用临时指针），那么可以使用。
但即便是如此，大多数情况下也有更现代的 C++ 方法可以替代。
C++ 提供了哪些替代方案？
对于动态大小的数组，首选 `std::vector`。 它提供了 `realloc()` 类似的功能（动态增长），并且完美地处理了对象的构造和析构。
对于固定大小但希望自动管理的数组，可以使用 `std::unique_ptr`。
对于更复杂的内存管理需求，可能需要研究自定义分配器或内存池技术，但这已经超出了“寻找 `realloc()` 新版本”的范畴，而是关于高性能和特定场景优化的。
总而言之，C++ 并没有提供一个直接的“新版 `realloc()`”函数，因为它用一套更全面、更安全的机制（主要是 `std::vector` 和智能指针配合 `new`/`delete`）取代了 C 中 `realloc()` 的核心功能，从而避免了其固有的缺陷。你应该拥抱 C++ 标准库提供的工具，而不是试图在 C++ 中模拟 C 的低级内存管理函数。
我们来深入探讨一下：
C 中的 `realloc()` 及其局限性
在 C 语言中，`realloc()` 函数是动态内存管理的核心部分，与 `malloc()` 和 `free()` 一起工作。
`malloc(size_t size)`: 分配一块指定大小的内存，并返回一个指向该内存块的指针。如果分配失败，则返回 `NULL`。
`calloc(size_t num, size_t size)`: 分配一块内存，用于存放 `num` 个 `size` 大小的元素，并将所有字节初始化为零。返回指向已分配内存的指针。如果分配失败，则返回 `NULL`。
`realloc(void ptr, size_t new_size)`: 尝试重新分配之前由 `malloc()`、`calloc()` 或 `realloc()` 分配的内存块，使其大小变为 `new_size`。
如果 `ptr` 是 `NULL`，则 `realloc()` 的行为相当于 `malloc(new_size)`。
如果 `new_size` 是 0，则 `realloc()` 的行为相当于 `free(ptr)`，并返回 `NULL`。
如果新的内存块 小于 原来的内存块，则原内存块的前面部分（大小为 `new_size`）会被保留。
如果新的内存块 大于 原来的内存块，则会尝试扩展内存块。
如果扩展的内存可以在原内存块的 后面 连续分配，则会将数据复制到新的更大的内存块，并返回指向新内存块的指针。原内存块的指针可能仍然有效，但通常不应该依赖于此。
如果扩展的内存无法在原内存块的后面连续分配，则会分配一块新的、更大的内存块，将原内存块的数据复制过去，然后释放原内存块，并返回指向新内存块的指针。
如果 `realloc()` 失败（例如，内存不足），它会返回 `NULL`，并且 原有的内存块仍然有效，但没有被释放。这是一个非常关键的特性，需要特别注意。
`realloc()` 的主要问题和 C++ 的考量：
1. 指针失效的风险: 如果 `realloc()` 成功分配了新的内存块并将数据复制过去，它可能会返回一个新的指针。如果你直接将 `realloc()` 的返回值赋回给原来的指针，例如 `ptr = realloc(ptr, new_size);`，那么当 `realloc()` 失败返回 `NULL` 时，你实际上丢失了指向原有有效内存的指针，从而导致内存泄漏。正确的用法是使用一个临时指针：
```c
void temp_ptr = realloc(ptr, new_size);
if (temp_ptr != NULL) {
ptr = temp_ptr; // 只有成功才更新原指针
} else {
// 处理 realloc 失败，ptr 仍然指向旧的内存块
}
```
这种双指针操作虽然是正确的，但相比 C++ 的智能指针或容器，显得繁琐且容易出错。
2. 非 POD 类型（Plain Old Data）的挑战: `realloc()` 只是简单地移动字节。如果内存块中包含的是非 POD 类型（例如 C++ 的类实例，它们可能有构造函数、析构函数、成员函数等），`realloc()` 不会 调用它们的构造函数或析构函数。
如果扩展内存，新的内存区域不会被初始化。
如果内存块被移动了，旧内存区域的析构函数不会被调用。
这会导致资源泄露或不确定的行为。例如，如果你的类管理着一个文件句柄或网络连接，而 `realloc()` 移动了对象但没有调用析构函数来关闭这些资源，那么这些资源就会被泄露。
3. 类型安全性: `realloc()` 返回 `void`，需要显式地进行类型转换。虽然这在 C 中是常态，但在 C++ 中我们追求更好的类型安全。
C++ 的现代内存管理工具
C++ 提供了更健壮和面向对象的内存管理方式，这些方式在很大程度上“隐藏”了对 `realloc()` 的直接需求。
1. `new` 和 `delete` / `new[]` 和 `delete[]`:
`new` 用于分配单个对象的内存，并调用其构造函数。
`delete` 用于释放单个对象，并调用其析构函数。
`new[]` 用于分配数组对象的内存，并调用每个元素的构造函数（对于非 POD 类型）。
`delete[]` 用于释放数组对象，并调用每个元素的析构函数。
这里的关键在于，`new[]` 和 `delete[]` 的配对使用，以及构造函数和析构函数的自动调用，使得动态分配和释放对象数组变得安全得多。 `new[]` 在内部可能需要分配比你请求的更多的内存（例如，存储数组的大小以便 `delete[]` 正确工作），但它以一种对用户透明的方式处理了这些细节。
然而，`new[]` 和 `delete[]` 本身并不提供“重新分配”的功能。 你不能像 `realloc()` 那样直接“扩展”一个通过 `new[]` 分配的数组。如果你需要一个更大的数组，你必须：
分配一个新的、更大的数组。
将旧数组中的元素复制到新数组中（如果元素是类类型，这需要正确处理构造/析构）。
删除旧数组。
这正是 `std::vector` 所做的。
2. `std::vector`:
`std::vector` 是 C++ 标准库提供的动态数组。它封装了所有复杂的内存管理细节，并且是 C++ 中处理可变大小序列的首选方式。
动态扩展: 当 `vector` 中的元素数量超过其当前容量时，它会自动分配一块新的、更大的内存区域，将所有现有元素复制过去，然后释放旧的内存区域。这个过程非常类似于 `realloc()`，但它同时正确地处理了元素的构造函数和析构函数。
`realloc()` 行为的封装: `vector` 的内部实现就相当于对 `realloc()` 概念的健壮封装。当 `vector` 需要增长时，它会：
1. 分配一个新的、更大的内存块。
2. 使用移动构造函数（如果可用）或拷贝构造函数将旧元素移动/复制到新内存中。
3. 释放旧内存。
4. 正确处理新分配内存中的元素（调用构造函数，尽管通常是连续分配的内存，直接复制即可）。
安全性: `std::vector` 通过 RAII（Resource Acquisition Is Initialization）原则管理内存。当 `vector` 对象超出作用域时，它的析构函数会被自动调用，从而释放所有管理的内存，即使在异常发生时也是如此。这避免了手动 `free()` 或 `delete[]` 带来的风险。
`std::vector` 提供了 `reserve()` 和 `resize()` 方法：
`reserve(n)`: 预留至少 `n` 个元素的空间。这会影响 `vector` 的容量，但不改变它的大小。如果 `n` 大于当前容量，`vector` 会重新分配内存。这与 `realloc()` 的意图类似，都是为了避免频繁的小块分配。
`resize(n)`: 将 `vector` 的大小调整为 `n`。如果 `n` 大于当前大小，会添加新的元素（使用默认构造函数或提供的元素值）。如果 `n` 小于当前大小，会移除末尾的元素并调用它们的析构函数。
3. 智能指针 (`std::unique_ptr`, `std::shared_ptr`):
虽然智能指针主要用于管理单个对象的生命周期，但它们可以与动态数组结合使用，例如 `std::unique_ptr
4. `std::allocator`:
这是一个更底层的概念，`std::vector` 和其他标准库容器可以使用自定义分配器。`std::allocator` 是一个模板类，它提供了 `allocate()` 和 `deallocate()` 方法来分配和释放原始内存，以及 `construct()` 和 `destroy()` 方法来构造和销毁对象。尽管 `std::allocator` 本身不提供 `realloc()`，但它可以与更高级的内存管理策略（例如内存池）结合使用。
为什么不直接“更新” `realloc()`？
C++ 设计者之所以没有创建一个“C++ 版的 `realloc()`”，是因为 `realloc()` 的设计哲学与 C++ 的核心原则（特别是对象生命周期管理和异常安全）存在根本性的冲突：
对象生命周期: C++ 对象有复杂的生命周期，涉及构造函数、析构函数、拷贝/移动语义等。`realloc()` 只是移动字节，完全绕过了这些机制，这对于非 POD 类型是危险的。
异常安全: C++ 标准要求容器在操作过程中提供异常安全性保证。`realloc()` 失败时返回 `NULL` 的机制，迫使程序员编写复杂的错误处理代码来避免内存泄漏，这不符合 C++ 追求的更简洁、更安全的抽象。
RAII 和智能指针: C++ 的 RAII 和智能指针模型提供了一种更优雅、更自动化的内存管理方式。开发者将精力集中在对象的逻辑上，而不是底层的内存分配和释放细节。
总结与建议
可以直接使用 C 的 `realloc()` 吗？
可以，但强烈不推荐在 C++ 中普遍使用它来管理对象数组或包含复杂对象的内存。
如果你确实需要处理 C 风格的原始内存块，并且你清楚地知道这些内存块只包含 POD 类型数据，并且你严格遵守了 `realloc()` 的正确使用模式（例如使用临时指针），那么可以使用。
但即便是如此，大多数情况下也有更现代的 C++ 方法可以替代。
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对于固定大小但希望自动管理的数组，可以使用 `std::unique_ptr
对于更复杂的内存管理需求，可能需要研究自定义分配器或内存池技术，但这已经超出了“寻找 `realloc()` 新版本”的范畴，而是关于高性能和特定场景优化的。
总而言之，C++ 并没有提供一个直接的“新版 `realloc()`”函数，因为它用一套更全面、更安全的机制（主要是 `std::vector` 和智能指针配合 `new`/`delete`）取代了 C 中 `realloc()` 的核心功能，从而避免了其固有的缺陷。你应该拥抱 C++ 标准库提供的工具，而不是试图在 C++ 中模拟 C 的低级内存管理函数。
网友意见
主要是构造函数这玩意太灵活了，你新追加的对象很难有个高效的统一的调用方式（既有对象可以move过去）。
例如说你realloc了5个类T新实例，这5个新实例是不是都调用同样的参数调用同样的构造函数呢？
如果是，那在接口设计和实现时大概就是诸如：
template <typename T, typename ... Args> T* cpp_realloc(int n, Args&& ... args) { //realloc for (int i = 0; i < n; i++) { new(&obj[i]) T(std::forward<Args>(args) ...); } } 看着很简单，但问题是：T的构造中是否有涉及参数的移动语义。
一但有，要么忍受“5个对象由相同参数传入，但实质结果不同（只有第一个对象能获得真实参数）”，要么就要设计一个复杂的语法或大量的临时对象的构造来完成这样的工作——到这时，你就需要考虑，到底这么干，到底是不是真的能提高性能或者降低调用者的使用复杂度了。
如果不是，那就更麻烦，这就意味着你还要提供一些回调机制来让使用者来决定实际调用的构造函数及参数。
所以，如果小项目里，明确没有类似场景，可以自己弄一个玩玩。
但是如果推广为通用的面向所有场景的，那这个想法基本上不现实。
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