C++動態記憶體分配

梦_鱼發表於2024-03-09
C++記憶體

動態記憶體分配

程式在執行過程對記憶體進行分配申請與釋放

new運算子

執行時儲存分配，返回可以存放對應型別資料的記憶體地址，指向分配的記憶體空間

  • 分配基礎型別記憶體儲存空間
#include <iostream>

using namespace std;

int main() {
    string *name;
    // 動態在堆空間分配儲存空間，字串值 北門吹雪 值儲存到分配的記憶體空間
    name = new string("北門吹雪");

    cout << *name << endl;
    delete name;
}
  • 動態分配一維陣列空間

很多函式使用一維或二維陣列，這些陣列是在編譯時大小未知的，陣列容量的大小隨著函式呼叫動態變大或者變小

#include <iostream>

using namespace std;

void alloc_one_dimensional(int len) {
    int *nums;
    // 記憶體分配可能會失敗，透過try捕獲程式中的異常
    try {
        // new對陣列分配記憶體，返回陣列中第一個元素的指標
        nums = new int[len];
    } catch (bad_alloc& e) {
        cout << "記憶體分配失敗" << endl;
    }
    cout << "動態分配記憶體大小:" << len  << endl;
    // 是否動態分配的記憶體
    delete[] nums;
}

int main() {
    alloc_one_dimensional(10);
    alloc_one_dimensional(12);
    alloc_one_dimensional(13);
}
  • 動態分配二維陣列

如果形參是一個二維陣列，必須指定第一維度的大小，a[][10] 合法，但是 a[][]非法，編譯時就確定陣列的長度，但很多場景下需要每個長度不一的二維陣列

  1. 因為使用new對陣列進行動態分配，返回陣列中第一個元素的地址，所有建立二維陣列則第二維度只保留指標
#include <iostream>

using namespace std;

template<class T>
void alloc_two_dimensional(T _, int number_of_rows, int number_of_columns) {
    // 先動態建立儲存陣列元素的指標
    int **matrix = new T *[number_of_rows];

    // 然後再依次建立一維陣列
    for (int row = 0; row < number_of_rows; row++) {
        matrix[row] = new T[number_of_columns];
    }

    // 修改二維陣列的值
    matrix[1][1] = 10;
    matrix[2][2] = 10;
    matrix[3][3] = 10;
    matrix[4][4] = 10;

    // 遍歷二維陣列
    for (int i = 0; i < number_of_rows; i++) {
        for (int j = 0; j < number_of_columns; j++) {
            cout << matrix[i][j] << "\t";
        }
        cout << endl;
    }

    // 釋放記憶體
    // 首先釋放儲存在陣列中的每一個元素指向的陣列
    for (int i=0; i < number_of_rows; i++) {
        delete[] matrix[i];
    }
    
    // 釋放最外層的陣列
    delete[] matrix;
}

int main() {
    int a;
    alloc_two_dimensional(a, 9, 12);
}

delete 運算子

釋放由new運算子動態分配的記憶體空間，呼叫物件關聯型別的解構函式

  • 只能操作指標型別物件
  • 單個物件使用delete運算子，但多個物件的陣列則需要使用delete[]運算子
#include <iostream>

int main() {
    int* y = new int(10);
    // 釋放指標指向的單個物件的記憶體，呼叫物件的解構函式
    delete y;
	
    int *a = new int[10]{1, 2, 3, 4};
    // 釋放指標指向的陣列物件所有記憶體，遍歷依次呼叫陣列中元素對應的解構函式
    delete[] a;
}

使用場景：動態分配的記憶體空間(儲存空間)不在需要時

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