C++ 堆内存

来源:互联网 发布:ps4全境封锁网络卡 编辑:程序博客网 时间:2024/03/29 01:20

我们在使用数组的时候也会面临这种尴尬:数组的存储空间必须在程序运行前申请,即数组的大小在编译前必须是已知的常量表达式

空间申请的太大会造成浪费,空间申请的太小会造成数据溢出而是程序异常。

所以,为了解决这个问题,我们需要能够在程序运行时根据实际情况申请内存空间


在C++中,允许我们在程序运行时根据自己的需要申请一定的内存空间,我们把它称为堆内存(Heap)空间


如何获得堆内存空间

我们用操作符new来申请堆内存空间,其语法格式为:
    new 数据类型[表达式];
其中,表达式可以是一个整型正常量,也可以是一个有确定值的整型正变量,其作用类似声明数组时的元素个数,所以两旁的中括号不可省略。如果我们只申请一个变量的空间,则该表达式可以被省略,即写作:
    new 数据类型;

使用new操作符后,会返回一个对应数据类型的指针,该指针指向了空间的首元素。所以,我们在使用new操作符之前需要声明一个对应类型的指针,来接受它的返回值。如下面程序段:
int *iptr;//声明一个指针
int size;//声明整型变量,用于输入申请空间的大小
cin >>size;//输入一个正整数
iptr=new int[size];//申请堆内存空间,接受new的返回值

我们又知道,数组名和指向数组首元素的指针是等价的。所以,对于iptr我们可以认为是一个整型数组。于是,我们实现了在程序运行时,根据实际情况来申请内存空间。

释放内存

当一个程序运行完毕之后,它所使用的数据就不再需要。由于内存是有限的,所以它原来占据的内存空间也应该释放给别的程序使用。对于普通变量和数组,在程序结束运行以后,系统会自动将它们的空间回收。然而对于我们自己分配的堆内存空间,大多数系统都不会将它们回收。如果我们不人为地对它们进行回收,只“借”不“还”,那么系统资源就会枯竭,电脑的运行速度就会越来越慢,直至整个系统崩溃。我们把这种只申请空间不释放空间的情况称为内存泄露。


确认申请的堆内存空间不再使用后,我们用delete操作符来释放堆内存空间,其语法格式为:
    delete [] 指向堆内存首元素的指针;
如果申请的是一个堆内存变量,则delete后的[]可以省略;如果申请的是一个堆内存数组,则该[]不能省略,否则还是会出现内存泄露。另外,我们也不难发现,delete后的指针就是通过new获得的指针,如果该指针的数据被修改或丢失,也可能造成内存泄露。


其实内存泄漏的原因可以概括为:调用了malloc/new等内存申请的操作,但缺少了对应的free/delete,总之就是,malloc/new比free/delete的数量多。我们在编程时需要注意这点,保证每个malloc都有对应的free,每个new都有对应的deleted!!!平时要养成这样一个好的习惯。

要避免内存泄漏可以总结为以下几点:

  • 程序员要养成良好习惯,保证malloc/new和free/delete匹配;
  • 检测内存泄漏的关键原理就是,检查malloc/new和free/delete是否匹配,一些工具也就是这个原理。要做到这点,就是利用宏或者钩子,在用户程序与运行库之间加了一层,用于记录内存分配情况。

附:内存泄露检测工具

http://www.oschina.net/translate/valgrind-memcheck

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