C+动态内存分配与引用.ppt

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1、1,对于计算机程序设计而言，变量和对象在内存中的分配都是编译器在编译程序时安排好的，这带来了极大的不便，如数组必须大开小用，指针必须指向一个已经存在的变量或对象。对于不能确定需要占用多少内存的情况，动态内存分配解决了这个问题。C/C+定义了4个内存区间：代码区，全局数据区，栈区，堆（heap）区。,2,通常定义变量时，编译器在编译时根据该变量的类型，在适当的时候为他们分配所需的内存空间大小。这种内存分配称为静态存储分配。但有些操作只有在程序运行时才能确定，这样编译器在编译时就无法为他们预定存储空间，只能在程序运行时，系统根据运行时的要求进行内存分配，这种方法称为动态存储分配。所有动态存储分配都

2、在堆区中进行。,3,全局变量静态数据常量,函数,函数运行时分配的局部变量、函数参数、返回数据、返回地址等,内存中剩余的空间由程序员负责申请和释放在C+里堆空间的申请和释放分别用到操作符：new 和 delete,全局数据区data area,代码区code area,栈区stack area,堆区heap area,4,当程序运行到需要一个动态分配的变量或对象时，必须向系统申请取得堆区中的一块所需大小的存储空间，用于存储该变量或对象。当不再使用该变量或对象时，也就是它的生命结束时，要显式释放它所占用的存储空间，这样系统就能对该堆空间进行再次分配，做到重复使用有限的资源。,在C+中，申请和释放堆

3、中分配的存储空间，分别使用new和delete这两个运算符来完成，其使用的格式如下：指针变量名=new 类型名(初始值)；delete 指针名;new运算符返回的是一个指向所分配类型变量（对象）的指针。对所创建的变量或对象，都是通过该指针来间接操作的，而动态创建的对象本身没有标识符名。,6,一般定义变量和对象时要用标识符命名，称命名对象，而动态的称无名对象。new表达式的操作序列如下：从堆区分配对象，然后用括号中的值初始化该对象。从堆区分配对象时，new表达式调用库操作符new()。例如：int*pi=new int(0);说明：pi现在所指向的变量是由库操作符new()分配的，位于程序的堆区

4、中，并且该对象未命名。,堆,i,下面看演示：用初始化式(initializer)来显式初始化 int*pi=new int(0);当pi生命周期结束时，必须释放pi所指向的目标：delete pi;注意这时释放了pi所指的目标的内存空间，也就是撤销了该目标，称动态内存释放（dynamic memory deallocation），但指针pi本身并没有撤销，它自己仍然存在，该指针所占内存空间并未释放。,使用new运算符时必须已知数据类型，new运算符会向系统堆区申请足够的存储空间，如果申请成功，就返回该内存块的首地址，如果申请不成功，则返回零值。一般格式格式1：指针变量名=new 类型标识符；格

5、式2：指针变量名=new 类型标识符（初始值）；格式3：指针变量名=new 类型标识符内存单元个数；说明：格式1和格式2都是申请分配某一数据类型所占字节数的内存空间；但是格式2在内存分配成功后，同时将一初值存放到该内存单元中；而格式3可同时分配若干个内存单元，相当于形成一个动态数组。,9,【例91：利用new对变量进行分配空间】#include using namespace std;void main()char*pc;int*pi;pc=new char;pi=new int(8);*pc=a;coutpcendl;cout*piendl;,/格式1,/格式2,输出结果：a 8,a,堆区,

6、8,pc,pi,栈区,1000,1001,如果内存分配失败，则返回零值。所以在动态分配内存时，应对返回的指针进行检查,10,对于数组进行动态分配的格式为：指针变量名=new 类型名下标表达式;delete 指向该数组的指针变量名;两式中的方括号是非常重要的，两者必须配对使用，如果delete语句中少了方括号，因编译器认为该指针是指向数组第一个元素的指针，会产生回收不彻底的问题（只回收了第一个元素所占空间），加了方括号后就转化为指向数组的指针，回收整个数组。delete 的方括号中不需要填数组元素数，系统自知。即使写了，编译器也忽略。请注意“下标表达式”不是常量表达式，即它的值不必在编译时确定，

7、可以在运行时确定。,【例92：new 运算符为数组分配空间】void main()char*string=new char20;char str20;strcpy(string,It is a string.);strcpy(str,It is a string too.);coutstringendl;coutstrendl;问：内存区域中，栈区怎么变化？堆区怎么变化？,12,I,t,I,t,堆区,栈区,str,string,13,【例93：动态数组的建立与撤销】void main()int n;char*pc;coutn;/在运行时确定，可输入17pc=new charn;/申请17个字符

8、（可装8个汉字和一个结束符）的内存空间strcpy(pc,堆内存的动态分配);coutpcendl;delete pc;/释放pc所指向的n个字符的内存空间,使用new运算符分配的内存一定要释放，否则会产生系统内存泄漏。如：,void main()char*pc;int*pi;pc=new char;pi=new int(8);*pc=a;coutpcendl;cout*piendl;,15,a,8,pc,pi,栈区,1000,1001,当该函数或者该程序执行完毕后系统弹栈，pc和pi这两个变量将消失，但他们指向的堆内的内存并不会自动释放，那么该内存将再不能使用，除非系统重启,堆区,void

9、main()char*pc=NULL;int*pi;pc=new char;pi=new int(8);*pc=a;coutpcendl;cout*piendl;if(pc)delete pc;if(pi)delete pi;,17,void main()char*string=new char20;if(string=0)return;char str20;strcpy(string,It is a string.);strcpy(str,It is a string too.);coutstringendl;coutstrendl;delete string;,对于动态申请数组空间的释放,

10、18,I,t,I,t,堆区,栈区,str,string,回收的空间,1000,1000,19,20,【例94】从键盘输入10个int型数，而后按输入的相反顺序输出它们。要求使用new运算符动态申请数据空间存放数据。程序执行后的输入输出界面为:输入：1 2 3 4 5 6 7 8 9 10运行输出：10 9 8 7 6 5 4 3 2 1,21,void main()int i,*a,*p;a=new int10;cout*(a+i);/也可用ai cout=a;p-)cout*p;coutendl;,以变量形式分配内存比较死板。有了new和delete,就可以实现一种动态分配内存的形式，即通过

11、指针引用，而内存的分配和释放可以在程序的任何地方进行。,动态分配失败。返回一个空指针（NULL），表示发生了异常，堆资源不足，分配失败。指针删除与堆空间释放。删除一个指针p（delete p;）实际意思是删除了p所指的目标（变量或对象等），释放了它所占的堆空间，而不是删除本身，释放堆空间后，成了空指针。,内存泄漏（memory leak）和重复释放。new与delete 是配对使用的，delete只能释放堆空间。如果new返回的指针值丢失，则所分配的堆空间无法回收，称内存泄漏，同一空间重复释放也是危险的，因为该空间可能已另分配，所以必须妥善保存new返回的指针，以保证不发生内存泄漏，也必须保证不会重复释放堆内存空间。动态分配的变量或对象的生命期。我们也称堆空间为自由空间（free store），但必须记住释放该对象所占堆空间，并只能释放一次，在函数内建立，而在函数外释放，往往会出错。,