c++ 动态内存分配相关总结

C++ 动态内存分配相关总结

C++ 中的动态内存分配是通过 new 和 delete 进行的，它们可以用来在程序运行时分配和释放内存。相比于静态内存分配，它具有更高的灵活性和可扩展性。

动态内存分配的基本使用

分配动态内存

new 运算符可以分配指定大小的动态内存，返回的是分配内存的首地址，需要通过指针接收：

// 分配一个 int 类型的动态数组
int *p = new int[10];

释放动态内存

使用分配内存时返回的指针，可以通过 delete 运算符将该内存释放掉：

delete[] p;

动态内存分配的异常处理

动态内存分配申请内存时可能会失败，比如内存空间不足，此时 new 返回空指针，可以使用 try...catch 语句进行异常处理：

try {
    int *p = new int[10000000];
}
catch (std::bad_alloc &ex) {
    std::cout << "动态内存分配失败：" << ex.what() << std::endl;
    return -1;
}

动态内存分配的注意事项

内存泄漏

动态内存分配后，需要及时释放，否则会造成内存泄漏，导致程序运行过程中内存不断累积，最终导致严重的系统崩溃。

int main() {
    while (true) {
        // 分配一个 int 类型的动态数组
        int *p = new int[10000];
    }
    return 0;
}

在上述代码中，每次循环分配了一个 int 类型的动态数组，但是没有进行释放，最终导致内存泄漏，程序会占用越来越多的内存，最终会因为内存耗尽而崩溃。

越界访问

动态分配内存时，需要注意数组的大小，否则会发生越界访问的问题。

int main() {
    // 分配一个 int 类型的动态数组
    int *p = new int[10];

    // 访问数组时，要确保下标在合法范围内
    p[10] = 0;

    // 释放内存
    delete[] p;

    return 0;
}

在上述代码中，数组大小只分配了 10 个 int 类型的空间，但是访问了第 11 个元素，导致了越界访问的问题。

示例1：动态分配二维数组

使用动态内存分配可以方便地分配二维数组，其基本方法是先分配一维数组，然后在循环中为每个一维数组分配二维数组的空间。

int **Create2DArray(int row, int col) {
    // 分配一维数组
    int **arr = new int *[row];

    // 分配二维数组
    for (int i = 0; i < row; ++i) {
        arr[i] = new int[col];
    }

    return arr;
}

在这个函数中，我们首先分配了一个包含 row 个指针的数组，然后循环遍历每个指针，为它分配 col 个 int 类型的空间。最终返回这个二维数组的指针。

示例2：动态分配结构体数组

使用动态内存分配，可以轻松地分配结构体数组，可以使用动态内存分配的方式来实现：

struct Student {
    std::string name;
    int age;
};

Student *CreateStudentArray(int n) {
    // 分配结构体数组的空间
    Student *arr = new Student[n];

    // 对数组进行初始化
    for (int i = 0; i < n; ++i) {
        arr[i].name = "John Doe";
        arr[i].age = 20;
    }

    return arr;
}

在这个函数中，我们首先分配了一个包含 n 个结构体的数组，然后循环遍历每个结构体，对其中的字符串和整数进行初始化。最终返回这个结构体数组的指针。

以上是对于 C++ 动态内存分配的相关总结，包括了基本使用方法、注意事项及两个示例说明。在程序设计中，动态内存分配可以帮助我们快速方便地分配内存，提高程序的灵活性和可扩展性。