C++ 動態記憶體
C++ 動態記憶體
瞭解動態記憶體在 C++ 中是如何工作的是成為一名合格的 C++ 程式設計師必不可少的。C++ 程式中的記憶體分為兩個部分：
- 棧：在函式內部宣告的所有變數都將佔用棧記憶體。
- 堆：這是程式中未使用的記憶體，在程式執行時可用於動態分配記憶體。
很多時候，您無法提前預知需要多少記憶體來儲存某個定義變數中的特定資訊，所需記憶體的大小需要在執行時才能確定。
在 C++ 中，您可以使用特殊的運算子為給定型別的變數在執行時分配堆內的記憶體，這會返回所分配的空間地址。這種運算子即 new 運算子。
如果您不再需要動態分配的記憶體空間，可以使用 delete 運算子，刪除之前由 new 運算子分配的記憶體。
new 和 delete 運算子
下面是使用 new 運算子來為任意的資料型別動態分配記憶體的通用語法：
new data-type;
在這裡，data-type 可以是包括陣列在內的任意內建的資料型別，也可以是包括類或結構在內的使用者自定義的任何資料型別。讓我們先來看下內建的資料型別。例如，我們可以定義一個指向 double 型別的指標，然後請求記憶體，該記憶體在執行時被分配。我們可以按照下面的語句使用 new 運算子來完成這點：
double* pvalue = NULL;
pvalue = new double;
如果自由儲存區已被用完，可能無法成功分配記憶體。所以建議檢查 new 運算子是否返回 NULL 指標，並採取以下適當的操作：
double* pvalue = NULL;
if( !(pvalue = new double ))
{
cout << "Error: out of memory." <<endl;
exit(1);
}
malloc() 函式在 C 語言中就出現了，在 C++ 中仍然存在，但建議儘量不要使用 malloc() 函式。new 與 malloc() 函式相比，其主要的優點是，new 不只是分配了記憶體，它還建立了物件。
在任何時候，當您覺得某個已經動態分配記憶體的變數不再需要使用時，您可以使用 delete 操作符釋放它所佔用的記憶體，如下所示：
delete pvalue; // 釋放 pvalue 所指向的記憶體
下面的例項中使用了上面的概念，演示瞭如何使用 new 和 delete 運算子：
例項
#include <iostream>
using namespace std;
int main ()
{
double* pvalue = NULL;
pvalue = new double;
*pvalue = 29494.99;
cout << "Value of pvalue : " << *pvalue << endl;
delete pvalue;
return 0;
}
當上面的程式碼被編譯和執行時，它會產生下列結果：
Value of pvalue : 29495
陣列的動態記憶體分配
假設我們要為一個字元陣列（一個有 20 個字元的字串）分配記憶體，我們可以使用上面例項中的語法來為陣列動態地分配記憶體，如下所示：
char* pvalue = https://www.big2gb.com/cn2tw0.php?url=https://www.itread01.com/cplusplus/NULL; // 初始化為 null 的指標
pvalue = new char[20]; // 為變數請求記憶體
要刪除我們剛才建立的陣列，語句如下：
delete [] pvalue; // 刪除 pvalue 所指向的陣列
下面是 new 操作符的通用語法，可以為多維陣列分配記憶體，如下所示：
一維陣列
int *array=new int [m];
delete [] array;
二維陣列
int **array
array = new int *[m];
for( int i=0; i<m; i++ )
{
array[i] = new int [n] ;
}
for( int i=0; i<m; i++ )
{
delete [] array[i];
}
delete [] array;
二維陣列例項測試：
例項
#include <iostream>
using namespace std;
int main()
{
int **p;
int i,j;
p = new int *[4];
for(i=0;i<4;i++){
p[i]=new int [8];
}
for(i=0; i<4; i++){
for(j=0; j<8; j++){
p[i][j] = j*i;
}
}
for(i=0; i<4; i++){
for(j=0; j<8; j++)
{
if(j==0) cout<<endl;
cout<<p[i][j]<<"\t";
}
}
for(i=0; i<4; i++){
delete [] p[i];
}
delete [] p;
return 0;
}
三維陣列
int ***array;
array = new int **[m];
for( int i=0; i<m; i++ )
{
array[i] = new int *[n];
for( int j=0; j<n; j++ )
{
array[i][j] = new int [h];
}
}
for( int i=0; i<m; i++ )
{
for( int j=0; j<n; j++ )
{
delete[] array[i][j];
}
delete[] array[i];
}
delete[] array;
三維陣列測試例項：
例項
#include <iostream>
using namespace std;
int main()
{
int i,j,k;
int ***p;
p = new int **[2];
for(i=0; i<2; i++)
{
p[i]=new int *[3];
for(j=0; j<3; j++)
p[i][j]=new int[4];
}
for(i=0; i<2; i++)
{
for(j=0; j<3; j++)
{
for(k=0;k<4;k++)
{
p[i][j][k]=i+j+k;
cout<<p[i][j][k]<<" ";
}
cout<<endl;
}
cout<<endl;
}
for(i=0; i<2; i++)
{
for(j=0; j<3; j++)
{
delete [] p[i][j];
}
}
for(i=0; i<2; i++)
{
delete [] p[i];
}
delete [] p;
return 0;
}
物件的動態記憶體分配
物件與簡單的資料型別沒有什麼不同。例如，請看下面的程式碼，我們將使用一個物件陣列來理清這一概念：
例項
#include <iostream>
using namespace std;
class Box
{
public:
Box() {
cout << "呼叫建構函式！" <<endl;
}
~Box() {
cout << "呼叫解構函式！" <<endl;
}
};
int main( )
{
Box* myBoxArray = new Box[4];
delete [] myBoxArray;
return 0;
}
如果要為一個包含四個 Box 物件的陣列分配記憶體，建構函式將被呼叫 4 次，同樣地，當刪除這些物件時，解構函式也將被呼叫相同的次數（4次）。
當上面的程式碼被編譯和執行時，它會產生下列結果：
呼叫建構函式！
呼叫建構函式！
呼叫建構函式！
呼叫建構函式！
呼叫解構函式！
呼叫解構函式！
呼叫解構函式！
呼叫解構函式！