一文搞懂C++ 動(dòng)態(tài)內(nèi)存

更新時(shí)間：2020年06月22日 14:53:26 作者：菜鳥(niǎo)教程

這篇文章主要介紹了C++ 動(dòng)態(tài)內(nèi)存的的相關(guān)資料，文中示例代碼非常詳細(xì)，幫助大家更好的理解和學(xué)習(xí)，感興趣的朋友可以了解下

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(lái)為任意的數(shù)據(jù)類型動(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(lái)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(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：

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(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：

一維數(shù)組

// 動(dòng)態(tài)分配,數(shù)組長(zhǎng)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(zhǎng)度為 m， 第二維長(zhǎng)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(cè)試：

實(shí)例

#include <iostream>
using namespace std;
 
int main()
{
  int **p;  
  int i,j;  //p[4][8] 
  //開(kāi)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(kāi)始釋放申請(qǐng)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(cè)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(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：

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(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)！

以上就是一文搞懂C++ 動(dòng)態(tài)內(nèi)存的詳細(xì)內(nèi)容，更多關(guān)于C++ 動(dòng)態(tài)內(nèi)存的資料請(qǐng)關(guān)注腳本之家其它相關(guān)文章！

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