C++ 動(dòng)態(tài)內(nèi)存解讀

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(wú)法提前預(yù)知需要多少內(nèi)存來(lái)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(lèi)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。

如果您不需要?jiǎng)討B(tài)分配內(nèi)存，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(lái)為任意的數(shù)據(jù)類(lèi)型動(dòng)態(tài)分配內(nèi)存的通用語(yǔ)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(lèi)型，也可以是包括類(lèi)或結(jié)構(gòu)在內(nèi)的用戶(hù)自定義的任何數(shù)據(jù)類(lèi)型。讓我們先來(lái)看下內(nèi)置的數(shù)據(jù)類(lèi)型。例如，我們可以定義一個(gè)指向 double 類(lèi)型的指針，然后請(qǐng)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(yǔ)句使用?new?運(yùn)算符來(lái)完成這點(diǎn)：

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

如果自由存儲(chǔ)區(qū)已被用完，可能無(wú)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(yǔ)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(duì)象。

在任何時(shí)候，當(dāng)您覺(jué)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：

#includeusing?namespace?std;

int?main?()
{
???double*?pvalue??=?NULL;?//?初始化為?null?的指針
???pvalue??=?new?double;???//?為變量請(qǐng)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(yǔ)法來(lái)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(qǐng)求內(nèi)存

要?jiǎng)h除我們剛才創(chuàng)建的數(shù)組，語(yǔ)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(yǔ)法，可以為多維數(shù)組分配內(nèi)存，如下所示：

double**?pvalue??=?NULL;?????//?初始化為?null?的指針
pvalue??=?new?double?[3][4];?//?為一個(gè)?3x4?數(shù)組分配內(nèi)存

釋放多維數(shù)組內(nèi)存的語(yǔ)法與二維數(shù)組一樣：

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

對(duì)象的動(dòng)態(tài)內(nèi)存分配

對(duì)象與簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)類(lèi)型沒(méi)有什么不同。例如，請(qǐng)看下面的代碼，我們將使用一個(gè)對(duì)象數(shù)組來(lái)理清這一概念：

#includeusing?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;?//?Delete?array

???return?0;
}

如果要為一個(gè)包含四個(gè) Box 對(duì)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(duì)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)！