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C++使用new和delete進行動態內存分配與數組封裝_C 語言

作者：機器學習入坑者 ? 更新時間： 2022-05-14 編程語言

1、使用new申請內存

在某些情況下，程序只有在運行期間才能確定所需內存大小，此時應該使用new申請內存。申請成功的情況下會返回首地址，通過指向首地址的指針可以訪問申請的內存，使用new申請內存的的語法如下：

new 數據類型(初始化參數列表);

下面的例子定義了Duck類型的指針，并通過new申請內存，返回的地址賦值給指針，如下：

/// 1、定義目標類型的指針
Duck *pointerDuck;
/// 2、使用new申請內存
pointerDuck = new Duck(666);
/// 3、使用指針調用對象public成員
printf("%d \n", pointerDuck->getAge());

需要注意的是：new返回的是地址，所以需要預先定義目標類型的指針

2、使用delete釋放內存

通過new申請的內存必須通過delete才能釋放，如果不釋放就會導致“內存泄漏”，使用delete釋放內存的語法如下：

delete 指針名;
/// 實例如下：
delete pointerDuck;

此外，delete語句執行時會調用對象的析構函數（對于自定義類型），同一內存空間只能被delete一次，如果內存空間被重復delete則會導致程序運行錯誤。

3、使用new申請內存時的初始值

按照對象是否具有構造函數，new申請內存時根據類型是否有構造函數分為下面兩種情況：

  • 對于有構造函數的對象，new會執行相應的構造函數；
  • 對沒有構造函數的基本數據類型，如果在類型名后加（）則使用0進行初始化，但是不能使用具體值進行初始化，類型名后不加（）則不進行初始化而是隨機值；

下面是沒有構造函數的基本數據類型使用new的例子：

/// 類型名后無括號則隨機值?
pointer = new int[3];
/// 類型名后有括號則使用0初始化
pointer = new int[3]();

4、使用new和delete申請和釋放數組空間

對于數組，使用new動態申請內存空間的語法如下：

new 數據類型[數組長度];
/// 如下
pointer = new int[3]();

使用delete釋放內存的語法如下：

delete[] 指針名;
/// 如下
delete[] pointer;

5、用類封裝new申請和釋放的數組空間

使用new申請數組，返回的地址作為指針的值。使用指針訪問數組存在越界的可能性，而且不便于數組功能的擴展。下面通過自定義類，來實現數組的元素的賦值和訪問等功能擴展，同時解決數組存在的訪問越界的問題，以及封裝數組空間的申請和釋放。下面分步驟分析整型數組的代碼編寫過程：

  • （1）確定私有數據成員：數組大小arraySize和數組指針pointerInt需要聲明為私有數據成員；
  • （2）確定構造函數：構造函數需要通過數組大小arraySize，使用new申請對應長度的數組內存空間，并將返回的地址賦值給指針pointerInt；
  • （3）確定析構函數：析構函數需要通過delete釋放pointerInt申請的空間；
  • （4）確定get和set函數：get和set函數需要進行“越界檢查”，并完成取元素和設置元素值的功能；

下面是具體實現的代碼；

class ArrayOfInt {
public:
? ? /// 構造函數中使用new申請數組空間
?? ?ArrayOfInt(int size) :arraySize(size){
?? ??? ?pointerInt = new int[arraySize]();
?? ?}
? ? /// 析構函數完成數組內存釋放
?? ?~ArrayOfInt() { delete pointerInt; };
? ??
? ? /// set函數進行元素值的設置，并進行越界檢查
?? ?void setElement(int index, int value) {
?? ??? ?assert(index >= 0 && index < arraySize);
?? ??? ?*(pointerInt + index)=value;
?? ?}
? ? /// get函數進行越界檢查并返回指定位置的元素值
?? ?int getElement(int index) {
?? ??? ?assert(index >= 0 && index < arraySize);
?? ??? ?return *(pointerInt + index);
?? ?}

private:
? ? /// 私有數據成員負責記錄數組長度和首地址
?? ?int *pointerInt;
?? ?int arraySize;
};

下面是使用這個數組的例子：

ArrayOfInt arrayOfInt(3);
arrayOfInt.setElement(1, 666);
printf("%d \n", arrayOfInt.getElement(1));

6、使用new申請多維數組

首先必須明確，基本類型的指針是不能用于二維或者更高維的數組的，下面定義的指針只能訪問一維數組：

int *pointer;

為了訪問n維數組，必須定義n-1維的指針數組：

int (*pointer)[2][3];
/// 第一維的[4]不是指針的維度
pointer = new int[4][2][3]();

原文鏈接：https://zhuanlan.zhihu.com/p/104875074

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