C++ 动态内存分配详解(new/new[]和delete/delete[])

一、为什么需要动态内存分配？

在C++程序中，所有内存需求都是在程序执行之前通过定义所需的变量来确定的。但是可能存在程序的内存需求只能在运行时确定的情况。例如，当需要的内存取决于用户输入。在这些情况下，程序需要动态分配内存，C ++语言将运算符new和delete合成在一起。

（1）特点

1.C++中通过new关键字进行动态内存申请
2.C++中的动态内存分配是基于类型进行的
3.delete关键字用于内存释放

（2）语法

①变量申请：

Type* pointer = new Type;
//...
delete pointer;

表达式用于分配内存以包含一个类型类型的单个元素。

②数组申请：

Type* pointer = new Type[N];
//...
delete[] pointer;

表示用于分配类型类型的元素的块（数组），其中N是表示这些元素的量的整数值。

Example:

int * foo;
foo = new int [5];

在这种情况下，系统为int类型的五个元素动态分配空间，并返回指向序列的第一个元素的指针，该指针被分配给foo（指针）。因此，foo现在指向一个有效的内存块，其中包含五个int类型元素的空间。

这里，foo是一个指针，因此，foo指向的第一个元素可以使用表达式foo [0]或表达式* foo（两者都是等价的）来访问。可以使用foo [1]或*（foo + 1）访问第二个元素，依此类推......

Note:

我们程序请求的动态内存由系统从内存堆中分配。但是，计算机内存是一种有限的资源，它可能会耗尽。因此，无法保证所有使用operator new分配内存的请求都将由系统授予。

（3）动态内存分配Example:

#include <stdio.h>
 
int main()
{
    int* p = new int;
    
    *p = 5;
    *p = *p + 10;
    
    printf("p = %p\n", p);
    printf("*p = %d\n", *p);
    
    delete p;
    
    p = new int[10];
    
    for(int i=0; i<10; i++)
    {
        p[i] = i + 1;
        
        printf("p[%d] = %d\n", i, p[i]);
    }
    
    delete[] p;
    
    return 0;
}

编译运行，结果：

p = 007F77D8
*p = 15
p[0] = 1
p[1] = 2
p[2] = 3
p[3] = 4
p[4] = 5
p[5] = 6
p[6] = 7
p[7] = 8
p[8] = 9
p[9] = 10
请按任意键继续. . .

二、new关键字与malloc函数的区别

new关键字是C++的一部分	malloc是由C库提供的函数
new以具体类型为单位进行内存分配	malloc以字节为单位进行内存分配
new在申请单个类型变量时可进行初始化	malloc不具备内存初始化的特性

三、new关键字的初始化：

    int* pi = new int(1);
    float* pf = new float(2.0f);
    char* pc = new char('c');

Test：

#include <stdio.h>
 
int main()
{
    int* pi = new int(1);
    // int* pa = new int[1];
    
    float* pf = new float(2.0f);
    char* pc = new char('c');
 
    printf("*pi = %d\n", *pi);
    printf("*pf = %f\n", *pf);
    printf("*pc = %c\n", *pc);
    
    delete pi;
    delete pf;
    delete pc;
    
    return 0;
}

输出结果：

*pi = 1
*pf = 2.000000
*pc = c
请按任意键继续. . .

注意：

int* pi = new int(1);表示动态分配一个int ，初始化为 1int* pa = new int[1];表示动态分配一个数组，数组大小为1

四、C++动态分配内存异常机制

事项一下，我们的计算机内存优先，如果我们分配一个很大的内存空间，会出现栈满，程序产生异常，程序崩溃。所以我们需要引入异常机制。

C ++提供了两种标准机制来检查分配是否成功。

（1）一个是处理异常。

使用此方法，在分配失败时抛出bad_alloc类型的异常。例外是这些教程后面解释的强大的C ++特性。但是现在，您应该知道如果抛出此异常并且未由特定处理程序处理，则程序执行将终止。

此异常方法是new默认使用的方法，并且是在声明中使用的方法，like:

foo = new int [5];  // if allocation fails, an exception is thrown

（2）另一种方法称为nothrow

当使用它时会发生的情况是，当内存分配失败时，而不是抛出bad_alloc异常或终止程序，new返回的指针是空指针，程序继续正常执行。

可以使用名为nothrow的特殊对象（在header <new>中声明）作为new的参数来指定此方法：

foo = new (nothrow) int [5];

在这种情况下，如果此内存块的分配失败，则可以通过检查foo是否为空指针来检测异常：

int * foo;
foo = new (nothrow) int [5];
if (foo == nullptr) {
  // error assigning memory. Take measures.
}

异常处理Example：

// rememb-o-matic
#include <iostream>
#include <new>
using namespace std;
 
int main ()
{
  int i,n;
  int * p;
  cout << "How many numbers would you like to type? ";
  cin >> i;
  p= new (nothrow) int[i];
  if (p == nullptr)
    cout << "Error: memory could not be allocated";
  else
  {
    for (n=0; n<i; n++)
    {
      cout << "Enter number: ";
      cin >> p[n];
    }
    cout << "You have entered: ";
    for (n=0; n<i; n++)
      cout << p[n] << ", ";
    delete[] p;
  }
  return 0;
}

编译运行，结果：

参考资料：

1）唐佐林《C++深度解析教程》

2）C++官网

到此这篇关于C++ 动态内存分配详解(new/new[]和delete/delete[])的文章就介绍到这了,更多相关C++ 动态内存分配内容请搜索自学编程网以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持自学编程网！

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