C++ 動(dòng)態(tài)內(nèi)存

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：

#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：

int ROW = 2;
int COL = 3;
double **pvalue  = new double* [ROW]; // 為行分配內(nèi)存

// 為列分配內(nèi)存
for(int i = 0; i < COL; i++) {
    pvalue[i] = new double[COL];
}

釋放多維數(shù)組內(nèi)存：

for(int i = 0; i < COL; i++) {
    delete[] pvalue[i];
}
delete [] pvalue;

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：

#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; // 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)！