C++使用new操作符動態(tài)分配的實現(xiàn)
在C++中,使用new操作符動態(tài)分配數(shù)組空間是一種常見的內(nèi)存管理方式。以下是關(guān)于new分配數(shù)組的詳細說明和示例:
1. 一維數(shù)組的動態(tài)分配
語法
type* array = new type[size]; // 分配size個type類型的元素
示例
int n = 5;
int* arr = new int[n]; // 分配包含5個整數(shù)的數(shù)組
// 初始化數(shù)組元素
for (int i = 0; i < n; i++) {
arr[i] = i * 2;
}
// 使用后釋放內(nèi)存
delete[] arr; // 必須使用delete[]釋放數(shù)組內(nèi)存
注意事項
- 內(nèi)存釋放:必須使用
delete[]釋放數(shù)組內(nèi)存,否則會導(dǎo)致內(nèi)存泄漏。 - 未初始化元素:對于基本類型(如
int、double),元素值是未定義的;對于類類型,會調(diào)用默認(rèn)構(gòu)造函數(shù)。 - 值初始化:可使用
new type[size]()強制初始化為0或默認(rèn)值:int* arr = new int[5](); // 所有元素初始化為0
2. 二維數(shù)組的動態(tài)分配
2.1 方法一:使用指針數(shù)組(非連續(xù)內(nèi)存)
int rows = 3;
int cols = 4;
// 分配指針數(shù)組(每一行是一個指針)
int** arr = new int*[rows];
// 為每一行分配內(nèi)存
for (int i = 0; i < rows; i++) {
arr[i] = new int[cols];
}
// 使用數(shù)組
arr[0][0] = 10;
// 釋放內(nèi)存(必須按相反順序)
for (int i = 0; i < rows; i++) {
delete[] arr[i]; // 釋放每一行
}
delete[] arr; // 釋放指針數(shù)組
2.2 方法二:使用連續(xù)內(nèi)存塊(更高效)
int rows = 3;
int cols = 4;
// 分配連續(xù)內(nèi)存塊
int* arr = new int[rows * cols];
// 訪問元素(手動計算索引)
for (int i = 0; i < rows; i++) {
for (int j = 0; j < cols; j++) {
arr[i * cols + j] = i + j; // 等價于arr[i][j]
}
}
// 釋放內(nèi)存
delete[] arr;
3. 多維數(shù)組的動態(tài)分配
三維數(shù)組示例
int x = 2, y = 3, z = 4;
// 分配三維數(shù)組
int*** arr = new int**[x];
for (int i = 0; i < x; i++) {
arr[i] = new int*[y];
for (int j = 0; j < y; j++) {
arr[i][j] = new int[z];
}
}
// 釋放內(nèi)存
for (int i = 0; i < x; i++) {
for (int j = 0; j < y; j++) {
delete[] arr[i][j];
}
delete[] arr[i];
}
delete[] arr;
4. 動態(tài)數(shù)組的初始化
4.1 基本類型初始化為0
int* arr = new int[5](); // 所有元素初始化為0
4.2 使用循環(huán)初始化
int* arr = new int[5];
for (int i = 0; i < 5; i++) {
arr[i] = i * 10;
}
4.3 類類型自動調(diào)用構(gòu)造函數(shù)
class MyClass {
public:
MyClass() { std::cout << "Constructed\n"; }
};
MyClass* arr = new MyClass[3]; // 自動調(diào)用3次默認(rèn)構(gòu)造函數(shù)
delete[] arr; // 自動調(diào)用3次析構(gòu)函數(shù)
5. 使用智能指針管理動態(tài)數(shù)組(C++11+)
為避免手動內(nèi)存管理,推薦使用std::unique_ptr或std::shared_ptr:
一維數(shù)組
#include <memory> // 使用unique_ptr管理數(shù)組 std::unique_ptr<int[]> arr(new int[5]()); // 初始化為0 // 訪問元素 arr[0] = 100; // 無需手動delete,離開作用域時自動釋放
二維數(shù)組(使用vector更簡單)
#include <vector> int rows = 3, cols = 4; std::vector<std::vector<int>> arr(rows, std::vector<int>(cols, 0)); // 訪問元素 arr[1][2] = 50; // 自動管理內(nèi)存
6. 常見錯誤與注意事項
- 內(nèi)存泄漏:忘記使用
delete[]釋放內(nèi)存。 - 越界訪問:動態(tài)數(shù)組不會檢查索引范圍,需自行確保
index < size。 - 淺拷貝問題:若將動態(tài)數(shù)組指針賦值給另一個指針,兩者指向同一塊內(nèi)存,可能導(dǎo)致雙重釋放。
- 性能開銷:多層
new(如二維數(shù)組的指針數(shù)組)會增加內(nèi)存碎片,連續(xù)內(nèi)存布局(如方法2.2)更高效。
總結(jié)
| 場景 | 推薦方法 |
|---|---|
| 一維動態(tài)數(shù)組 | new type[size] + delete[] |
| 二維動態(tài)數(shù)組(簡單) | std::vector<std::vector<int>> |
| 二維動態(tài)數(shù)組(高性能) | 連續(xù)內(nèi)存塊 + 手動索引計算 |
| 避免內(nèi)存泄漏 | std::unique_ptr<int[]> |
動態(tài)內(nèi)存分配提供了靈活性,但需謹(jǐn)慎管理內(nèi)存以避免錯誤。優(yōu)先使用標(biāo)準(zhǔn)庫容器(如vector)和智能指針,減少手動new/delete的使用。
到此這篇關(guān)于C++使用new操作符動態(tài)分配的實現(xiàn)的文章就介紹到這了,更多相關(guān)C++ new操作符動態(tài)分配內(nèi)容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家!
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