C++动态内存分配

时间:2022-05-28 机器学习入坑者人气:0

1、使用new申请内存

在某些情况下，程序只有在运行期间才能确定所需内存大小，此时应该使用new申请内存。申请成功的情况下会返回首地址，通过指向首地址的指针可以访问申请的内存，使用new申请内存的的语法如下：

new 数据类型(初始化参数列表);

下面的例子定义了Duck类型的指针，并通过new申请内存，返回的地址赋值给指针，如下：

/// 1、定义目标类型的指针
Duck *pointerDuck;
/// 2、使用new申请内存
pointerDuck = new Duck(666);
/// 3、使用指针调用对象public成员
printf("%d \n", pointerDuck->getAge());

需要注意的是：new返回的是地址，所以需要预先定义目标类型的指针

2、使用delete释放内存

通过new申请的内存必须通过delete才能释放，如果不释放就会导致“内存泄漏”，使用delete释放内存的语法如下：

delete 指针名;
/// 实例如下：
delete pointerDuck;

此外，delete语句执行时会调用对象的析构函数（对于自定义类型），同一内存空间只能被delete一次，如果内存空间被重复delete则会导致程序运行错误。

3、使用new申请内存时的初始值

按照对象是否具有构造函数，new申请内存时根据类型是否有构造函数分为下面两种情况：

对于有构造函数的对象，new会执行相应的构造函数；
对没有构造函数的基本数据类型，如果在类型名后加（）则使用0进行初始化，但是不能使用具体值进行初始化，类型名后不加（）则不进行初始化而是随机值；

下面是没有构造函数的基本数据类型使用new的例子：

/// 类型名后无括号则随机值 
pointer = new int[3];
/// 类型名后有括号则使用0初始化
pointer = new int[3]();

4、使用new和delete申请和释放数组空间

对于数组，使用new动态申请内存空间的语法如下：

new 数据类型[数组长度];
/// 如下
pointer = new int[3]();

使用delete释放内存的语法如下：

delete[] 指针名;
/// 如下
delete[] pointer;

5、用类封装new申请和释放的数组空间

使用new申请数组，返回的地址作为指针的值。使用指针访问数组存在越界的可能性，而且不便于数组功能的扩展。下面通过自定义类，来实现数组的元素的赋值和访问等功能扩展，同时解决数组存在的访问越界的问题，以及封装数组空间的申请和释放。下面分步骤分析整型数组的代码编写过程：

（1）确定私有数据成员：数组大小arraySize和数组指针pointerInt需要声明为私有数据成员；
（2）确定构造函数：构造函数需要通过数组大小arraySize，使用new申请对应长度的数组内存空间，并将返回的地址赋值给指针pointerInt；
（3）确定析构函数：析构函数需要通过delete释放pointerInt申请的空间；
（4）确定get和set函数：get和set函数需要进行“越界检查”，并完成取元素和设置元素值的功能；

下面是具体实现的代码；

class ArrayOfInt {
public:
    /// 构造函数中使用new申请数组空间
    ArrayOfInt(int size) :arraySize(size){
        pointerInt = new int[arraySize]();
    }
    /// 析构函数完成数组内存释放
    ~ArrayOfInt() { delete pointerInt; };
    
    /// set函数进行元素值的设置，并进行越界检查
    void setElement(int index, int value) {
        assert(index >= 0 && index < arraySize);
        *(pointerInt + index)=value;
    }
    /// get函数进行越界检查并返回指定位置的元素值
    int getElement(int index) {
        assert(index >= 0 && index < arraySize);
        return *(pointerInt + index);
    }

private:
    /// 私有数据成员负责记录数组长度和首地址
    int *pointerInt;
    int arraySize;
};

下面是使用这个数组的例子：

ArrayOfInt arrayOfInt(3);
arrayOfInt.setElement(1, 666);
printf("%d \n", arrayOfInt.getElement(1));

6、使用new申请多维数组

首先必须明确，基本类型的指针是不能用于二维或者更高维的数组的，下面定义的指针只能访问一维数组：

int *pointer;

为了访问n维数组，必须定义n-1维的指针数组：

int (*pointer)[2][3];
/// 第一维的[4]不是指针的维度
pointer = new int[4][2][3]();

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