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C++ 動(dòng)態(tài)內(nèi)存

了解動(dòng)態(tài)內(nèi)存在 C++ 中是如何工作的是成為一名合格的 C++ 程序員必不可少的。C++ 程序中的內(nèi)存分為兩個(gè)部分：

棧：在函數(shù)內(nèi)部聲明的所有變量都將占用棧內(nèi)存。
堆：這是程序中未使用的內(nèi)存，在程序運(yùn)行時(shí)可用于動(dòng)態(tài)分配內(nèi)存。

很多時(shí)候，您無法提前預(yù)知需要多少內(nèi)存來存儲(chǔ)某個(gè)定義變量中的特定信息，所需內(nèi)存的大小需要在運(yùn)行時(shí)才能確定。

在 C++ 中，您可以使用特殊的運(yùn)算符為給定類型的變量在運(yùn)行時(shí)分配堆內(nèi)的內(nèi)存，這會(huì)返回所分配的空間地址。這種運(yùn)算符即 new 運(yùn)算符。

如果您不再需要?jiǎng)討B(tài)分配的內(nèi)存空間，可以使用 delete 運(yùn)算符，刪除之前由 new 運(yùn)算符分配的內(nèi)存。

new 和 delete 運(yùn)算符

下面是使用 new 運(yùn)算符來為任意的數(shù)據(jù)類型動(dòng)態(tài)分配內(nèi)存的通用語法：

new data-type;

在這里，data-type 可以是包括數(shù)組在內(nèi)的任意內(nèi)置的數(shù)據(jù)類型，也可以是包括類或結(jié)構(gòu)在內(nèi)的用戶自定義的任何數(shù)據(jù)類型。讓我們先來看下內(nèi)置的數(shù)據(jù)類型。例如，我們可以定義一個(gè)指向 double 類型的指針，然后請求內(nèi)存，該內(nèi)存在執(zhí)行時(shí)被分配。我們可以按照下面的語句使用 new 運(yùn)算符來完成這點(diǎn)：

double* pvalue = NULL; // 初始化為 null 的指針 pvalue = new double; // 為變量請求內(nèi)存

如果自由存儲(chǔ)區(qū)已被用完，可能無法成功分配內(nèi)存。所以建議檢查 new 運(yùn)算符是否返回 NULL 指針，并采取以下適當(dāng)?shù)牟僮鳎?/p>

double* pvalue = NULL; if( !(pvalue = new double )) { cout << "Error: out of memory." <<endl; exit(1); }

malloc() 函數(shù)在 C 語言中就出現(xiàn)了，在 C++ 中仍然存在，但建議盡量不要使用 malloc() 函數(shù)。new 與 malloc() 函數(shù)相比，其主要的優(yōu)點(diǎn)是，new 不只是分配了內(nèi)存，它還創(chuàng)建了對象。

在任何時(shí)候，當(dāng)您覺得某個(gè)已經(jīng)動(dòng)態(tài)分配內(nèi)存的變量不再需要使用時(shí)，您可以使用 delete 操作符釋放它所占用的內(nèi)存，如下所示：

delete pvalue;        // 釋放 pvalue 所指向的內(nèi)存

下面的實(shí)例中使用了上面的概念，演示了如何使用 new 和 delete 運(yùn)算符：

實(shí)例

#include <iostream> using namespace std; int main () { double* pvalue = NULL; // 初始化為 null 的指針 pvalue = new double; // 為變量請求內(nèi)存 *pvalue = 29494.99; // 在分配的地址存儲(chǔ)值 cout << "Value of pvalue : " << *pvalue << endl; delete pvalue; // 釋放內(nèi)存 return 0; }

當(dāng)上面的代碼被編譯和執(zhí)行時(shí)，它會(huì)產(chǎn)生下列結(jié)果：

Value of pvalue : 29495

數(shù)組的動(dòng)態(tài)內(nèi)存分配

假設(shè)我們要為一個(gè)字符數(shù)組（一個(gè)有 20 個(gè)字符的字符串）分配內(nèi)存，我們可以使用上面實(shí)例中的語法來為數(shù)組動(dòng)態(tài)地分配內(nèi)存，如下所示：

char* pvalue  = NULL;   // 初始化為 null 的指針
pvalue  = new char[20]; // 為變量請求內(nèi)存

要?jiǎng)h除我們剛才創(chuàng)建的數(shù)組，語句如下：

delete [] pvalue;        // 刪除 pvalue 所指向的數(shù)組

下面是 new 操作符的通用語法，可以為多維數(shù)組分配內(nèi)存，如下所示：

一維數(shù)組

// 動(dòng)態(tài)分配,數(shù)組長度為 m int *array=new int [m]; //釋放內(nèi)存 delete [] array;

二維數(shù)組

int **array // 假定數(shù)組第一維長度為 m，第二維長度為 n // 動(dòng)態(tài)分配空間 array = new int *[m]; for( int i=0; i<m; i++ ) { array[i] = new int [n] ; } //釋放 for( int i=0; i<m; i++ ) { delete [] array[i]; } delete [] array;

二維數(shù)組實(shí)例測試：

實(shí)例

#include <iostream> using namespace std; int main() { int **p; int i,j; //p[4][8] //開始分配4行8列的二維數(shù)據(jù) 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; } } //打印數(shù)據(jù) for(i=0; i<4; i++){ for(j=0; j<8; j++) { if(j==0) cout<<endl; cout<<p[i][j]<<"t"; } } //開始釋放申請的堆 for(i=0; i<4; i++){ delete [] p[i]; } delete [] p; return 0; }

三維數(shù)組

int ***array; // 假定數(shù)組第一維為 m，第二維為 n，第三維為h // 動(dòng)態(tài)分配空間 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]; } } //釋放 for( int i=0; i<m; i++ ) { for( int j=0; j<n; j++ ) { delete[] array[i][j]; } delete[] array[i]; } delete[] array;

三維數(shù)組測試實(shí)例：

實(shí)例

#include <iostream> using namespace std; int main() { int i,j,k; // p[2][3][4] 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]; } //輸出 p[i][j][k] 三維數(shù)據(jù) 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; } // 釋放內(nèi)存 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; }

對象的動(dòng)態(tài)內(nèi)存分配

對象與簡單的數(shù)據(jù)類型沒有什么不同。例如，請看下面的代碼，我們將使用一個(gè)對象數(shù)組來理清這一概念：

實(shí)例

#include <iostream> using namespace std; class Box { public: Box() { cout << "調(diào)用構(gòu)造函數(shù)！" <<endl; } ~Box() { cout << "調(diào)用析構(gòu)函數(shù)！" <<endl; } }; int main( ) { Box* myBoxArray = new Box[4]; delete [] myBoxArray; // 刪除數(shù)組 return 0; }

如果要為一個(gè)包含四個(gè) Box 對象的數(shù)組分配內(nèi)存，構(gòu)造函數(shù)將被調(diào)用 4 次，同樣地，當(dāng)刪除這些對象時(shí)，析構(gòu)函數(shù)也將被調(diào)用相同的次數(shù)（4次）。

當(dāng)上面的代碼被編譯和執(zhí)行時(shí)，它會(huì)產(chǎn)生下列結(jié)果：

調(diào)用構(gòu)造函數(shù)！
調(diào)用構(gòu)造函數(shù)！
調(diào)用構(gòu)造函數(shù)！
調(diào)用構(gòu)造函數(shù)！
調(diào)用析構(gòu)函數(shù)！
調(diào)用析構(gòu)函數(shù)！
調(diào)用析構(gòu)函數(shù)！
調(diào)用析構(gòu)函數(shù)！

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