對於計算機程序設計而言,變量和對象在內存中的分配都是編譯器在編譯程序時安排好的,這帶來了極大的不便,如數組必須大開小用,指針必須指向一個已經存在的變量或對象。對於不能確定需要佔用多少內存的情況,動態內存分配解決了這個問題。
對於個人感觸最深的就是數組了,數組有三個重要的限制:(1)數組長度固定不變;(2)在編譯時必須知道數組的長度;(3)數組只在定義它的塊語句內存在。實際的程序往往不能忍受這樣的限制——它們希望在運行時動態地分配數組。雖然數組長度是固定的,但動態分配的數組不必在編譯時知道其長度,通常在運行時才確定數組的長度。與數組變量不同,動態分配的數組將一直存在,直到程度顯示釋放它爲止。
每一個程度在運行時都會佔用一塊可用的內存,用於存放動態分配的對象,此內存空間被稱爲程序的自由存儲空間或者堆。C語言使用一對標準的庫函數malloc和free在自由存儲空間中分配存儲空間。而在C++中new和delete運算符是用於動態分配和撤銷內存的運算符。
一、new用法
1.開闢單變量地址空間
使用new運算符時必須已知數據類型,new運算符會向系統堆區申請足夠的存儲空間,如果申請成功,就返回該內存塊的首地址,如果申請不成功,則返回零值。new運算符返回的是一個指向所分配類型變量(對象)的指針。對所創建的變量或對象,都是通過該指針來間接操作的,而動態創建的對象本身沒有標識符名。
一般使用格式:
格式1:指針變量名=new 類型標識符;
格式2:指針變量名=new 類型標識符(初始值);
格式3:指針變量名=new 類型標識符 [內存單元個數];
說明:格式1和格式2都是申請分配某一數據類型所佔字節數的內存空間;但是格式2在內存分配成功後,同時將一初值存放到該內存單元中;而格式3可同時分配若干個內存單元,相當於形成一個動態數組。例如:
1)new int; //開闢一個存放整數的存儲空間,返回一個指向該存儲空間的地址。int *a = new int 即爲將一個int類型的地址賦值給整型指針a
2)int *a = new int(5) 作用同上,但是同時將整數空間賦值爲5
2.開闢數組空間
對於數組進行動態分配的格式爲:
指針變量名=new 類型名[下標表達式];
delete [ ] 指向該數組的指針變量名;
兩式中的方括號是非常重要的,兩者必須配對使用,如果delete語句中少了方括號,因編譯器認爲該指針是指向數組第一個元素的指針,會產生回收不徹底的問題(只回收了第一個元素所佔空間),加了方括號後就轉化爲指向數組的指針,回收整個數組。delete []的方括號中不需要填數組元素數,系統自知。即使寫了,編譯器也忽略。
請注意“下標表達式”不必是常量表達式,即它的值不必在編譯時確定,可以在運行時確定。
一維: int *a = new int[100]; //開闢一個大小爲100的整型數組空間
二維: int **a = new int[5][6]
三維及其以上:依此類推.
一般用法: new 類型 (初值)
二、delete用法
1. 刪除單變量地址空間
int *a = new int;
delete a; //釋放單個int的空間
2. 刪除數組空間
int *a = new int[5];
delete []a; //釋放int數組空間
對於delete與delete[]可以用如下一個簡單的實例來說明其差異。
- #include <iostream>
- using namespace std;
- /////////class Babe
- class Babe
- {
- public:
- Babe()
- {
- cout << \"Create a Babe to talk with me\" << endl;
- }
- ~Babe()
- {
- cout << \"Babe don\'t go away,listen to me\" << endl;
- }
- };
- //////////main function
- int main()
- {
- Babe* pbabe = new Babe[3];
- delete pbabe;
- pbabe = new Babe[3];
- delete pbabe[];
- return 0;
- }
結果是:
Create a babe to talk with me
Create a babe to talk with me
Create a babe to talk with me
Babe don\'t go away,listen to me
Create a babe to talk with me
Create a babe to talk with me
Create a babe to talk with me
Babe don\'t go away,listen to me
Babe don\'t go away,listen to me
Babe don\'t go away,listen to me
只使用delete的時候只出現一個 Babe don\'t go away,listen to me,而使用delete[]的時候出現3個 Babe don\'t go away,listen to me。不過不管使用delete還是delete[]那三個對象的在內存中都被刪除,既存儲位置都標記爲可寫,但是使用delete的時候只調用了pbabe[0]的析構函數,而使用了delete[]則調用了3個Babe對象的析構函數。
三、使用注意事項
1. new 和delete都是內建的操作符,語言本身所固定了,無法重新定製。
2. 動態分配失敗,則返回一個空指針(NULL),表示發生了異常,堆資源不足,分配失敗。
3. 指針刪除與堆空間釋放。刪除一個指針p(delete p;)實際意思是刪除了p所指的目標(變量或對象等),釋放了它所佔的堆空間,而不是刪除p本身(指針p本身並沒有撤銷,它自己仍然存在,該指針所佔內存空間並未釋放),釋放堆空間後,p成了空指針。
4. 內存泄漏(memory leak)和重複釋放。new與delete 是配對使用的, delete只能釋放堆空間。如果new返回的指針值丟失,則所分配的堆空間無法回收,稱內存泄漏,同一空間重複釋放也是危險的,因爲該空間可能已另分配,所以必須妥善保存new返回的指針,以保證不發生內存泄漏,也必須保證不會重複釋放堆內存空間。
5. 動態分配的變量或對象的生命期。我們也稱堆空間爲自由空間(free store),但必須記住釋放該對象所佔堆空間,並只能釋放一次,在函數內建立,而在函數外釋放,往往會出錯。
6. 要訪問new所開闢的結構體空間,無法直接通過變量名進行,只能通過賦值的指針進行訪問。
用new和delete可以動態開闢和撤銷地址空間。在編程序時,若用完一個變量(一般是暫時存儲的數據),下次需要再用,但卻又想省去重新初始化的功夫,可以在每次開始使用時開闢一個空間,在用完後撤銷它。