C++ 动态内存



  • 动态内存

    充分了解动态内存在C++中的实际工作方式对于成为一名优秀的C++程序员至关重要。您的C++程序中的内存分为两部分-
    • -函数内部声明的所有变量将占用栈中的内存。
    • -这是程序的未使用内存,可用于在程序运行时动态分配内存。
    很多时候,您不会事先知道将特定信息存储在定义的变量中需要多少内存,并且可以在运行时确定所需内存的大小。您可以使用C++中的特殊运算符在运行时为给定类型的变量在堆中分配内存,该运算符返回分配的空间的地址。该运算符称为新运算符。如果不再需要动态分配的内存,则可以使用delete运算符,该运算符将取消分配由new运算符先前分配的内存。
  • new和delete运算符

    以下是通用语法,可使用new运算符为任何数据类型动态分配内存。
    
    new data-type;
    
    此处,数据类型可以是任何内置数据类型,包括数组,也可以是任何用户定义的数据类型,包括类或结构。让我们从内置数据类型开始。例如,我们可以定义一个指针来输入double类型,然后请求在执行时分配内存。我们可以使用带有以下语句的new运算符来做到这一点-
    
    double* pvalue  = NULL; // Pointer initialized with null
    pvalue  = new double;   // Request memory for the variable
    
    如果空闲存储已用完,则可能未成功分配内存。因此,优良作法是检查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);
    }
    
    C语言中的malloc()函数仍然存在于C++中,但是建议避免使用malloc()函数。与malloc()相比,new的主要优点是new不仅分配内存,而且还构造了对象。这是C++的主要目的。无论何时,当您感觉不再需要动态分配的变量时,都可以使用“delete”运算符释放它在免费存储区中占用的内存,如下所示:
    
    delete pvalue;        // Release memory pointed to by pvalue
    
    让我们提出以上概念并形成以下示例,以展示“new”和“delete”的工作方式-
    
    #include <iostream>
    using namespace std;
    
    int main () {
       double* pvalue  = NULL; // Pointer initialized with null
       pvalue  = new double;   // Request memory for the variable
     
       *pvalue = 29494.99;     // Store value at allocated address
       cout << "Value of pvalue : " << *pvalue << endl;
    
       delete pvalue;         // free up the memory.
    
       return 0;
    }
    
    如果我们编译并运行以上代码,这将产生以下结果-
    
    Value of pvalue : 29495
    
  • 数组的动态内存分配

    考虑要为一个字符数组(即20个字符的字符串)分配内存。使用与上面相同的语法,可以动态分配内存,如下所示。
    
    char* pvalue  = NULL;         // Pointer initialized with null
    pvalue  = new char[20];       // Request memory for the variable
    
    要删除我们刚刚创建的数组,语句将如下所示:
    
    delete [] pvalue;             // Delete array pointed to by pvalue
    
    遵循new运算符的类似通用语法,您可以按如下所示分配多维数组-
    
    double** pvalue  = NULL;      // Pointer initialized with null 
    pvalue  = new double [3][4];  // Allocate memory for a 3x4 array 
    
    但是,为多维数组释放内存的语法将仍然与上述相同-
    
    delete [] pvalue;            // Delete array pointed to by pvalue
    
  • 对象的动态内存分配

    对象与简单数据类型没有什么不同。例如,考虑以下代码,我们将使用对象数组来阐明概念-
    
    #include <iostream>
    using namespace std;
    
    class Box {
       public:
          Box() { 
             cout << "Constructor called!" << endl; 
          }
          ~Box() { 
             cout << "Destructor called!" << endl; 
          }
    };
    int main() {
       Box* myBoxArray = new Box[4];
       delete [] myBoxArray; // Delete array
    
       return 0;
    }
    
    如果要分配一个包含四个Box对象的数组,则将简单调用构造函数四次,并在删除这些对象时类似地将其调用相同次数。如果我们编译并运行以上代码,这将产生以下结果-
    
    Constructor called!
    Constructor called!
    Constructor called!
    Constructor called!
    Destructor called!
    Destructor called!
    Destructor called!
    Destructor called!