动态内存分配（new delete）

一、动态内存分配的引入

一般，变量和对象在内存中的分配都是编译器在编译程序时安排好了的，这带来了极大的不便，如数组必须大开小用，指针必须指向一个已经存在的变量或对象。动态内存分配解决了这个问题。

   通常定义变量（或对象），编译器在编译时都可以根据该变量（或对象）的类型知道所需内存空间的大小，从而系统在适当的时候为他们分配确定的存储空间。这种内存分配称为静态存储分配；

    有些操作对象只在程序运行时才能确定，这样编译时就无法为他们预定存储空间，只能在程序运行时，系统根据运行时的要求进行内存分配，这种方法称为动态存储分配。所有动态存储分配都在堆区中进行。

    当程序运行到需要一个动态分配的变量或对象时，必须向系统申请取得堆中的一块所需大小的存贮空间，用于存贮该变量或对象。当不再使用该变量或对象时，也就是它的生命结束时，要显式释放它所占用的存贮空间，这样系统就能对该堆空间进行再次分配，做到重复使用有限的资源。

 

二、对空间的申请和释放

 

在C++中，申请和释放堆中分配的存贮空间，分别使用new和delete的两个运算符来完成：

指针变量名=new类型名(初始化式)； delete指针名;

例如： int *pi=new int(0); 等价于int ival=0, *pi=&ival;

区别：pi所指向的变量是由库操作符new()分配的，位于程序的堆区中，并且该对象未命名。

当pi生命周期结束时，必须释放pi所指向的目标：delete pi;

注意：这时释放了pi所指的目标的内存空间，但指针pi本身并没有撤销，它自己仍然存在，该指针所占内存空间并未释放。

 

1、new运算符返回的是一个指向所分配类型变量（对象）的指针。对所创建的变量或对象，都是通过该指针来间接操作的，而且动态创建的对象本身没有名字。

2、一般定义变量和对象时要用标识符命名，称命名对象，而动态的称无名对象(请注意与栈区中的临时对象的区别，两者完全不同：生命期不同，操作方法不同，临时变量对程序员是透明的)。

动态分配的变量或对象的生命期。无名对象的生命期并不依赖于建立它的作用域，比如在函数中建立的动态对象在函数返回后仍可使用。但必须记住释放该对象所占堆空间，并只能释放一次，在函数内建立，而在函数外释放是一件很容易失控的事，往往会出错。  

3、堆区是不会在分配时做自动初始化的（包括清零），所以必须用初始化式(initializer)来显式初始化。new表达式的操作序列如下：从堆区分配对象，然后用括号中的值初始化该对象。

 

 

三、指针数组（数组里存放的都是同一个类型的指针）

 

int * a[2]；//它里边放了2个int *型变量
a[0]= new int[3];
a[1]=new int[3];
delete a[0];
delete a[1];

注意这里是一个数组，不能delete [] ;

 

四、数组指针（指向一位或多维数组的指针）

1、申请数组空间：

指针变量名=new类型名[下标表达式];

注意：“下标表达式”不是常量表达式，即它的值不必在编译时确定，可以在运行时确定。

       没有初始化式（initializer），不可对数组初始化

2、释放数组空间：

delete [ ]指向该数组的指针变量名;

注意：方括号非常重要的，如果delete语句中少了方括号，因编译器认为该指针是指向数组第一个元素的，会产生回收不彻底的问题（只回收了第一个元素所占空间），加了方括号后就转化为指向数组的指针，回收整个数组。delete [ ]的方括号中不需要填数组元素数，系统自知。即使写了，编译器也忽略。

 

int * b=new int[10];//指向一维数组的指针b ;

int (*b2)[10]=new int[10][10]; // b2指向了一个二维int型数组的首地址.

//int (*b2)[必须为常量表达式]
注意：在这里，b2等效于二维数组名，但没有指出其边界，即最高维的元素数量，但是它的最低维数的元素数量必须要指定！就像指向字符的指针，即等效一个字符串,不要把指向字符的指针说成指向字符串的指针。

int(*b3) [30] [20];  //指向三维数组的指针；
b3=new int [1] [20] [30];
删除这两个动态数组可用下式：

delete [] b2;  //删除（释放）二维数组； 
delete [] b3;  //删除（释放）三维数组；

 

动态一维数组的创建：

 

示例：

#include <iostream>

#include <string.h>

using namespace std;

void main()

{

       int n;

       char *pc;

       cout<<"请输入动态数组的元素个数"<<endl;

       cin>>n; //n在运行时确定，可输入

       pc=new char[n]; //申请个字符（可装个汉字和一个结束符）的内存空间

       strcpy(pc,"堆内存的动态分配");//

       cout<<pc<<endl;

       delete []pc;//释放pc所指向的n个字符的内存空间

}

 

 

动态二维数组的创建：

#include <iostream>

#include <string.h>

using namespace std;

 

void display(double **data)

{

       for(int i=0;i<4;i++)

       {

              for(int j=0;j<6;j++)

                     cout<<data[i][j]<<"  ";

              cout<<endl;

       }

}

 

void main()

{

       cout<<"请输入数组的行数和列数"<<endl;

       int m,n;

       cin>>m>>n;

    double **data;

    data = new double*[m]; //申请行

    if ((data ) == 0)

     {

              cout << "Could not allocate. bye ...";

        exit(-1);

       }

    for(int j=0;j<m;j++)

     {

              data[j] = new double[n]; //设置列

        if (data[j] == 0)

        {

                     cout << "Could not allocate. Bye ...";

            exit(-1);

              } 

       } //空间申请结束，下为初始化

 

   for (int i=0;i<m;i++) 

       for (int j=0;j<n;j++) 

                 data[i][j]=i*n+j;

   display(data); //2、二维数组的输出。

//3、再看二维数组的撤销与内存释放：

   for(int i=0;i<m;i++)

    delete[] data[i];

   delete[] data;

  

}

五、堆对象与构造函数

　通过new建立的对象要调用构造函数，通过deletee删除对象也要调用析构函数。

CGoods *pc;

pc=new CGoods;  //分配堆空间，并构造一个无名的CGoods对象；

delete pc;  //先析构，然后将内存空间返回给堆；

正因为构造函数可以有参数，所以new后面类（class）类型也可以有参数。这些参数即构造函数的参数。

但对创建数组，则无参数，并只调用缺省的构造函数。

class CGoods{

           char Name[21];

           int  Amount;

           float Price;

           float Total value;

public:

  CGoods(){}; //缺省构造函数。因已有其他构造函数，系统不会再自动生成缺省构造，必须显式说明。

  CGoods(char* name,int amount ,float price){

            strcpy(Name,name);

            Amount=amount;

            Price=price;

            Total_value=price*amount;　　}

            ……

}；//类声明结束

//下面注意如何使用：

void main(){

  int n;

  CGoods *pc,*pc1,*pc2;

  pc=new CGoods(“夏利2000”，10，118000); //调用三参数构造函数

  pc1=new CGoods();  //调用缺省构造函数

  cout<<’输入商品类数组元素数’<<endl;

  cin>>n;

  pc2=new CGoods[n]; //动态建立数组，不能初始化，调用n次缺省构造函数  

  ……

  delete pc;

  delete pc1;

  delete []pc2;  }

此例告诉我们堆对象的使用方法：申请堆空间之后构造函数运行；释放堆空间之前析构函数运行；

再次强调：由堆区创建对象数组，只能调用缺省的构造函数，不能调用其他任何构造函数。如果没有缺省的构造函数，则不能创建对象数组。