C++ 动态内存分配 C++ 动态内存分配详解(new/new[]和delete/delete[])

时间:2021-05-11 GeekBuilding 人气:0

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一、为什么需要动态内存分配？

在C++程序中，所有内存需求都是在程序执行之前通过定义所需的变量来确定的。但是可能存在程序的内存需求只能在运行时确定的情况。例如，当需要的内存取决于用户输入。在这些情况下，程序需要动态分配内存，C ++语言将运算符new和delete合成在一起。

（1）特点

1.C++中通过new关键字进行动态内存申请
2.C++中的动态内存分配是基于类型进行的
3.delete关键字用于内存释放

（2）语法

①变量申请：

Type* pointer = new Type;
//...
delete pointer;

表达式用于分配内存以包含一个类型类型的单个元素。

②数组申请：

Type* pointer = new Type[N];
//...
delete[] pointer;

表示用于分配类型类型的元素的块（数组），其中N是表示这些元素的量的整数值。

Example:

int * foo;
foo = new int [5];

在这种情况下，系统为int类型的五个元素动态分配空间，并返回指向序列的第一个元素的指针，该指针被分配给foo（指针）。因此，foo现在指向一个有效的内存块，其中包含五个int类型元素的空间。

这里，foo是一个指针，因此，foo指向的第一个元素可以使用表达式foo [0]或表达式* foo（两者都是等价的）来访问。可以使用foo [1]或*（foo + 1）访问第二个元素，依此类推......

Note:

我们程序请求的动态内存由系统从内存堆中分配。但是，计算机内存是一种有限的资源，它可能会耗尽。因此，无法保证所有使用operator new分配内存的请求都将由系统授予。

（3）动态内存分配Example:

#include <stdio.h>
 
int main()
{
    int* p = new int;
    
    *p = 5;
    *p = *p + 10;
    
    printf("p = %p\n", p);
    printf("*p = %d\n", *p);
    
    delete p;
    
    p = new int[10];
    
    for(int i=0; i<10; i++)
    {
        p[i] = i + 1;
        
        printf("p[%d] = %d\n", i, p[i]);
    }
    
    delete[] p;
    
    return 0;
}

编译运行，结果：

p = 007F77D8
*p = 15
p[0] = 1
p[1] = 2
p[2] = 3
p[3] = 4
p[4] = 5
p[5] = 6
p[6] = 7
p[7] = 8
p[8] = 9
p[9] = 10
请按任意键继续. . .

二、new关键字与malloc函数的区别

new关键字是C++的一部分	malloc是由C库提供的函数
new以具体类型为单位进行内存分配	malloc以字节为单位进行内存分配
new在申请单个类型变量时可进行初始化	malloc不具备内存初始化的特性

三、new关键字的初始化：

    int* pi = new int(1);
    float* pf = new float(2.0f);
    char* pc = new char('c');

Test：

#include <stdio.h>
 
int main()
{
    int* pi = new int(1);
    // int* pa = new int[1];
    
    float* pf = new float(2.0f);
    char* pc = new char('c');
 
    printf("*pi = %d\n", *pi);
    printf("*pf = %f\n", *pf);
    printf("*pc = %c\n", *pc);
    
    delete pi;
    delete pf;
    delete pc;
    
    return 0;
}

输出结果：

*pi = 1
*pf = 2.000000
*pc = c
请按任意键继续. . .

注意：

int* pi = new int(1);表示动态分配一个int ，初始化为 1int* pa = new int[1];表示动态分配一个数组，数组大小为1

四、C++动态分配内存异常机制

事项一下，我们的计算机内存优先，如果我们分配一个很大的内存空间，会出现栈满，程序产生异常，程序崩溃。所以我们需要引入异常机制。

C ++提供了两种标准机制来检查分配是否成功。

（1）一个是处理异常。

使用此方法，在分配失败时抛出bad_alloc类型的异常。例外是这些教程后面解释的强大的C ++特性。但是现在，您应该知道如果抛出此异常并且未由特定处理程序处理，则程序执行将终止。

此异常方法是new默认使用的方法，并且是在声明中使用的方法，like:

foo = new int [5];  // if allocation fails, an exception is thrown

（2）另一种方法称为nothrow

当使用它时会发生的情况是，当内存分配失败时，而不是抛出bad_alloc异常或终止程序，new返回的指针是空指针，程序继续正常执行。

可以使用名为nothrow的特殊对象（在header <new>中声明）作为new的参数来指定此方法：

foo = new (nothrow) int [5];

在这种情况下，如果此内存块的分配失败，则可以通过检查foo是否为空指针来检测异常：

int * foo;
foo = new (nothrow) int [5];
if (foo == nullptr) {
  // error assigning memory. Take measures.
}

异常处理Example：

// rememb-o-matic
#include <iostream>
#include <new>
using namespace std;
 
int main ()
{
  int i,n;
  int * p;
  cout << "How many numbers would you like to type? ";
  cin >> i;
  p= new (nothrow) int[i];
  if (p == nullptr)
    cout << "Error: memory could not be allocated";
  else
  {
    for (n=0; n<i; n++)
    {
      cout << "Enter number: ";
      cin >> p[n];
    }
    cout << "You have entered: ";
    for (n=0; n<i; n++)
      cout << p[n] << ", ";
    delete[] p;
  }
  return 0;
}

编译运行，结果：

参考资料：

1）唐佐林《C++深度解析教程》

2）C++官网

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