C++ 动态内存
了解动态内存在 C++ 中是如何工作的是成为一名合格的 C++ 程序员必不可少的。C++ 程序中的内存分为两个部分:
- 栈:在函数内部声明的所有变量都将占用栈内存。
- 堆:这是程序中未使用的内存,在程序运行时可用于动态分配内存。
很多时候,您无法提前预知需要多少内存来存储某个定义变量中的特定信息,所需内存的大小需要在运行时才能确定。
在 C++ 中,您可以使用特殊的运算符为给定类型的变量在运行时分配堆内的内存,这会返回所分配的空间地址。这种运算符即 new 运算符。
如果您不再需要动态分配的内存空间,可以使用 delete 运算符,删除之前由 new 运算符分配的内存。
new 和 delete 运算符
下面是使用 new 运算符来为任意的数据类型动态分配内存的通用语法:
new data-type;
在这里,data-type 可以是包括数组在内的任意内置的数据类型,也可以是包括类或结构在内的用户自定义的任何数据类型。让我们先来看下内置的数据类型。例如,我们可以定义一个指向 double 类型的指针,然后请求内存,该内存在执行时被分配。我们可以按照下面的语句使用 new 运算符来完成这点:
double* pvalue = NULL;
pvalue = new double;
如果自由存储区已被用完,可能无法成功分配内存。所以建议检查 new 运算符是否返回 NULL 指针,并采取以下适当的操作:
double* pvalue = NULL;
if( !(pvalue = new double ))
{
cout << "Error: out of memory." <<endl;
exit(1);
}
malloc() 函数在 C 语言中就出现了,在 C++ 中仍然存在,但建议尽量不要使用 malloc() 函数。new 与 malloc() 函数相比,其主要的优点是,new 不只是分配了内存,它还创建了对象。
在任何时候,当您觉得某个已经动态分配内存的变量不再需要使用时,您可以使用 delete 操作符释放它所占用的内存,如下所示:
delete pvalue; // 释放 pvalue 所指向的内存
下面的实例中使用了上面的概念,演示了如何使用 new 和 delete 运算符:
实例
#include <iostream>
using namespace std;
int main ()
{
double* pvalue = NULL;
pvalue = new double;
*pvalue = 29494.99;
cout << "Value of pvalue : " << *pvalue << endl;
delete pvalue;
return 0;
}
当上面的代码被编译和执行时,它会产生下列结果:
Value of pvalue : 29495
数组的动态内存分配
假设我们要为一个字符数组(一个有 20 个字符的字符串)分配内存,我们可以使用上面实例中的语法来为数组动态地分配内存,如下所示:
char* pvalue = NULL; // 初始化为 null 的指针
pvalue = new char[20]; // 为变量请求内存
要删除我们刚才创建的数组,语句如下:
delete [] pvalue; // 删除 pvalue 所指向的数组
下面是 new 操作符的通用语法,可以为多维数组分配内存,如下所示:
一维数组
int *array=new int [m];
delete [] array;
二维数组
int **array;
array = new int *[m];
for( int i=0; i<m; i++ )
{
array[i] = new int [n];
}
for( int i=0; i<m; i++ )
{
delete [] array[i];
}
delete [] array;
二维数组实例测试:
实例
#include <iostream>
using namespace std;
int main()
{
int **p;
int i,j;
p = new int *[4];
for(i=0;i<4;i++){
p[i]=new int [8];
}
for(i=0; i<4; i++){
for(j=0; j<8; j++){
p[i][j] = j*i;
}
}
for(i=0; i<4; i++){
for(j=0; j<8; j++)
{
if(j==0) cout<<endl;
cout<<p[i][j]<<"\t";
}
}
for(i=0; i<4; i++){
delete [] p[i];
}
delete [] p;
return 0;
}
三维数组
int ***array;
array = new int **[m];
for( int i=0; i<m; i++ )
{
array[i] = new int *[n];
for( int j=0; j<n; j++ )
{
array[i][j] = new int [h];
}
}
for( int i=0; i<m; i++ )
{
for( int j=0; j<n; j++ )
{
delete[] array[i][j];
}
delete[] array[i];
}
delete[] array;
三维数组测试实例:
实例
#include <iostream>
using namespace std;
int main()
{
int i,j,k;
int ***p;
p = new int **[2];
for(i=0; i<2; i++)
{
p[i]=new int *[3];
for(j=0; j<3; j++)
p[i][j]=new int[4];
}
for(i=0; i<2; i++)
{
for(j=0; j<3; j++)
{
for(k=0;k<4;k++)
{
p[i][j][k]=i+j+k;
cout<<p[i][j][k]<<" ";
}
cout<<endl;
}
cout<<endl;
}
for(i=0; i<2; i++)
{
for(j=0; j<3; j++)
{
delete [] p[i][j];
}
}
for(i=0; i<2; i++)
{
delete [] p[i];
}
delete [] p;
return 0;
}
对象的动态内存分配
对象与简单的数据类型没有什么不同。例如,请看下面的代码,我们将使用一个对象数组来理清这一概念:
实例
#include <iostream>
using namespace std;
class Box
{
public:
Box() {
cout << "调用构造函数!" <<endl;
}
~Box() {
cout << "调用析构函数!" <<endl;
}
};
int main( )
{
Box* myBoxArray = new Box[4];
delete [] myBoxArray;
return 0;
}
如果要为一个包含四个 Box 对象的数组分配内存,构造函数将被调用 4 次,同样地,当删除这些对象时,析构函数也将被调用相同的次数(4次)。
当上面的代码被编译和执行时,它会产生下列结果:
调用构造函数!
调用构造函数!
调用构造函数!
调用构造函数!
调用析构函数!
调用析构函数!
调用析构函数!
调用析构函数!
kikiqi
353***229@qq.com
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delete 与 delete[] 区别:
1、针对简单类型 使用 new 分配后的不管是数组还是非数组形式内存空间用两种方式均可 如:
此种情况中的释放效果相同,原因在于:分配简单类型内存时,内存大小已经确定,系统可以记忆并且进行管理,在析构时,系统并不会调用析构函数, 它直接通过指针可以获取实际分配的内存空间,哪怕是一个数组内存空间(在分配过程中 系统会记录分配内存的大小等信息,此信息保存在结构体_CrtMemBlockHeader中, 具体情况可参看VC安装目录下CRT\SRC\DBGDEL.cpp)
2、针对类Class,两种方式体现出具体差异
当你通过下列方式分配一个类对象数组:
所以总结下就是,如果ptr代表一个用new申请的内存返回的内存空间地址,即所谓的指针,那么:
对于像 int/char/long/int*/struct 等等简单数据类型,由于对象没有 destructor,所以用 delete 和 delete [] 是一样的!但是如果是C++ 对象数组就不同了!
kikiqi
353***229@qq.com
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小高Carl
gao***qicarl1@163.com
利用动态内存, 我们也可以做出链表, 可以不断增长的数组:
->: 用指针访问结构体内的变量。
在链表中插入、删除节点也很简单, 先给next赋下一个节点地址,再加数据即可。
小高Carl
gao***qicarl1@163.com
ぁ佌応妚弐☞
321***525@qq.com
参考地址
new 和 malloc 内部的实现方式有什么区别?
new 的功能是在堆区新建一个对象,并返回该对象的指针。
所谓的【新建对象】的意思就是,将调用该类的构造函数,因为如果不构造的话,就不能称之为一个对象。
而 malloc 只是机械的分配一块内存,如果用 mallco 在堆区创建一个对象的话,是不会调用构造函数的。
严格说来用 malloc 不能算是新建了一个对象,只能说是分配了一块与该类对象匹配的内存而已,然后强行把它解释为【这是一个对象】,按这个逻辑来,也不存在构造函数什么事。
同样的,用 delete 去释放一个堆区的对象,会调用该对象的析构函数。
用 free 去释放一个堆区的对象,不会调用该对象的析构函数。
做个简单的实验即可明了:
ぁ佌応妚弐☞
321***525@qq.com
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lclz
610***253@qq.com
第二个笔记,思路是好的,但是错误的。这种写法最后会是一个 data 为 0 的结点,但遍历和析构时用 data 为 0 判断结束而导致缺少对 data 为 0 结点的操作,改正如下:
lclz
610***253@qq.com
三维power
dua***s@126.com
实际验证结果:
放开 delete [] p; 注释 delete p; 运行结果:
注释 delete [] p; 放开 delete p; 运行结果:
无论 delete [] p 还是 delete p, 运行结果竟然是一样的。
三维power
dua***s@126.com
caucy
237***6357@qq.com
针对上一个问题,delete[] p和delete p对于简单类型的释放没什么太大区别,但对于举的例子而言,前者确实会释放整个数组内存,后者只释放数组开头元素的内存。但验证的方法不对,在delete操作后p实际上成为了野指针,不再指向任何有效值。这也是为什么打印出了两个奇怪值的原因。
caucy
237***6357@qq.com