到目前為止，我們的程序中我們只用了聲明變量、數(shù)組和其他對象（objects）所必需的內(nèi)存空間，這些內(nèi)存空間的大小都在程序執(zhí)行之前就已經(jīng)確定了。但如果我們需要內(nèi)存大小為一個變量，其數(shù)值只有在程序運行時 (runtime)才能確定，例如有些情況下我們需要根據(jù)用戶輸入來決定必需的內(nèi)存空間，那么我們該怎么辦呢？

答案是動態(tài)內(nèi)存分配（dynamic memory），為此C++ 集成了操作符new 和delete。

? 操作符?new?和?delete?是C++執(zhí)行指令。本節(jié)后面將會介紹這些操作符在C中的等價命令。

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操作符new 和new[ ]

操作符new的存在是為了要求動態(tài)內(nèi)存。new 后面跟一個數(shù)據(jù)類型，并跟一對可選的方括號[ ]里面為要求的元素數(shù)。它返回一個指向內(nèi)存塊開始位置的指針。其形式為：

pointer = new type

或者

pointer = new type [elements]

第一個表達式用來給一個單元素的數(shù)據(jù)類型分配內(nèi)存。第二個表達式用來給一個數(shù)組分配內(nèi)存。

例如：

int * bobby;
bobby = new int [5];

在這個例子里，操作系統(tǒng)分配了可存儲5個整型int元素的內(nèi)存空間，返回指向這塊空間開始位置的指針并將它賦給bobby。因此，現(xiàn)在bobby 指向一塊可存儲5個整型元素的合法的內(nèi)存空間，如下圖所示。

你可能會問我們剛才所作的給指針分配內(nèi)存空間與定義一個普通的數(shù)組有什么不同。最重要的不同是，數(shù)組的長度必須是一個常量，這就將它的大小在程序執(zhí)行之前的設計階段就被決定了。而采用動態(tài)內(nèi)存分配，數(shù)組的長度可以常量或變量，其值可以在程序執(zhí)行過程中再確定。

動態(tài)內(nèi)存分配通常由操作系統(tǒng)控制，在多任務的環(huán)境中，它可以被多個應用（applications）共享，因此內(nèi)存有可能被用光。如果這種情況發(fā)生，操作系統(tǒng)將不能在遇到操作符new 時分配所需的內(nèi)存，一個無效指針(null pointer)將被返回。因此，我們建議在使用new之后總是檢查返回的指針是否為空(null)，如下例所示：

int * bobby;
bobby = new int [5];
if (bobby == NULL) {
// error assigning memory. Take measures.
};

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刪除操作符delete

既然動態(tài)分配的內(nèi)存只是在程序運行的某一具體階段才有用，那么一旦它不再被需要時就應該被釋放，以便給后面的內(nèi)存申請使用。操作符delete 因此而產(chǎn)生，它的形式是：

delete pointer;

或

delete [ ] pointer;

第一種表達形式用來刪除給單個元素分配的內(nèi)存，第二種表達形式用來刪除多元素（數(shù)組）的內(nèi)存分配。在多數(shù)編譯器中兩種表達式等價，使用沒有區(qū)別， 雖然它們實際上是兩種不同的操作，需要考慮操作符重載overloading （我們在后面的section 4.2節(jié)中將會看到)。

// rememb-o-matic #include ?iostream.h? #include ?stdlib.h? int main ( ) { char input [100]; int i,n; long * l; cout << "How many numbers do you want to type in? "; cin.getline (input,100); i=atoi (input); l= new long[i]; if (l == NULL) exit (1); for (n=0; n<i; n++) { cout << "Enter number: "; cin.getline (input,100);? l[n]=atol (input); } cout << "You have entered: "; for (n=0; n<i; n++) { cout << l[n] << ", "; delete[] l; return 0; }

How many numbers do you want to type in? 5 Enter number : 75 Enter number : 436 Enter number : 1067 Enter number : 8 Enter number : 32 You have entered: 75, 436, 1067, 8, 32,

這個簡單的例子可以記下用戶想輸入的任意多個數(shù)字，它的實現(xiàn)歸功于我們動態(tài)地向系統(tǒng)申請用戶要輸入的數(shù)字所需的空間。

NULL是C++庫中定義的一個常量，專門設計用來指代空指針的。如果這個常量沒有被預先定義，你可以自己定以它為0:

#define NULL 0

在檢查指針的時候，0和NULL并沒有區(qū)別。但用NULL 來表示空指針更為常用，并且更易懂。原因是指針很少被用來比較大小或被直接賦予一個除0以外的數(shù)字常量，使用NULL，這一賦值行為就被符號化了。

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ANSI-C 中的動態(tài)內(nèi)存管理Dynamic memory in ANSI-C

操作符new 和delete 僅在C++中有效，而在C語言中沒有。在C語言中，為了動態(tài)分配內(nèi)存，我們必須求助于函數(shù)庫stdlib.h。因為該函數(shù)庫在C++中仍然有效，并且在一些現(xiàn)存的程序仍然使用，所以我們下面將學習一些關于這個函數(shù)庫中的函數(shù)用法。

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函數(shù)malloc

這是給指針動態(tài)分配內(nèi)存的通用函數(shù)。它的原型是：

void * malloc (size_t nbytes);

其中nbytes 是我們想要給指針分配的內(nèi)存字節(jié)數(shù)。這個函數(shù)返回一個void*類型的指針，因此我們需要用類型轉(zhuǎn)換(type cast)來把它轉(zhuǎn)換成目標指針所需要的數(shù)據(jù)類型，例如：

char * ronny;
ronny = (char *) malloc (10);

這個例子將一個指向10個字節(jié)可用空間的指針賦給ronny。當我們想給一組除char 以外的類型（不是1字節(jié)長度的）的數(shù)值分配內(nèi)存的時候，我們需要用元素數(shù)乘以每個元素的長度來確定所需內(nèi)存的大小。幸運的是我們有操作符sizeof，它可以返回一個具體數(shù)據(jù)類型的長度。

int * bobby;
bobby = (int *) malloc (5 * sizeof(int));

這一小段代碼將一個指向可存儲5個int型整數(shù)的內(nèi)存塊的指針賦給bobby，它的實際長度可能是 2，4或更多字節(jié)數(shù)，取決于程序是在什么操作系統(tǒng)下被編譯的。

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函數(shù)calloc

calloc 與malloc 在操作上非常相似，他們主要的區(qū)別是在原型上：

void * calloc (size_t nelements, size_t size);

因為它接收2個參數(shù)而不是1個。這兩個參數(shù)相乘被用來計算所需內(nèi)存塊的總長度。通常第一個參數(shù)(nelements)是元素的個數(shù)，第二個參數(shù) (size) 被用來表示每個元素的長度。例如，我們可以像下面這樣用calloc定義bobby：

int * bobby;
bobby = (int *) calloc (5, sizeof(int));

malloc 和calloc的另一點不同在于calloc 會將所有的元素初始化為0。

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函數(shù)realloc

它被用來改變已經(jīng)被分配給一個指針的內(nèi)存的長度。

void * realloc (void * pointer, size_t size);

參數(shù)pointer 用來傳遞一個已經(jīng)被分配內(nèi)存的指針或一個空指針，而參數(shù)size 用來指明新的內(nèi)存長度。這個函數(shù)給指針分配size 字節(jié)的內(nèi)存。這個函數(shù)可能需要改變內(nèi)存塊的地址以便能夠分配足夠的內(nèi)存來滿足新的長度要求。在這種情況下，指針當前所指的內(nèi)存中的數(shù)據(jù)內(nèi)容將會被拷貝到新的地址中，以保證現(xiàn)存數(shù)據(jù)不會丟失。函數(shù)返回新的指針地址。如果新的內(nèi)存尺寸不能夠被滿足，函數(shù)將會返回一個空指針，但原來參數(shù)中的指針pointer 及其內(nèi)容保持不變。

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函數(shù) free

這個函數(shù)用來釋放被前面malloc, calloc 或realloc所分配的內(nèi)存塊。

void free (void * pointer);

注意：這個函數(shù)只能被用來釋放由函數(shù)malloc, calloc 和realloc所分配的空間。

你可以參考C++ reference for cstdlib獲得更多關于這些函數(shù)的信息。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的C++ 高级数据类型（四）—— 动态内存分配的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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