C++:33---动态内存管理new、delete

内容导读

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内容图文

相对于智能指针，这两个运算符管理内存非常容易出错

一、new关键字

• new用来在内存中分配一块内存，new分配的对象是没有名称的，而是返回一个指向该对象的指针

int *p1=new int(1);  //pi指向一个动态分配的、初始化值为1的无名对象

int *p2(new int(1)); //同上

二、new的值初始化规则

通用规则：

• 如果类型名后无括号：内置类型或组合类型的对象的值是未定义的，而类类型对象江永默认构造函数进行初始化
• 如果类型名后有括号：则内置类型/组合类型/类类型都进行默认的初始化

//如果类型名后无括号
string *ps = new string;  //ps为初始化为空的string
cout << *ps << endl; //值为空

int *pi = new int;  //pi指向一个未初始化的int
cout <<*pi << endl; //值为乱值

//如果类型名后有括号
string *ps = new string();  //ps为初始化为空的string
cout << *ps << endl; //值为空

int *pi = new int();  //pi指向一个默认初始化的int
cout <<*pi << endl; //值为0

C++11标准下的初始化规则：

• 允许使用花括号来制定初始化列表
• 注意：花括号{}本质上是用来当一个列表的

vector<int> *vec = new vector<int>{ 1,2,3,4,5 };
int *arr = new int[3]{1,2,3};
int *p = new int{ 1 };

auto初始化：

• 如果使用圆括号初始化器，就可以使用auto来腿短我们想要分配的对象类型。但是花括号不行

auto p = new auto(10);  //p是一个int*指针
auto p2 = new auto("Hello"); //p2是一个string*指针
cout <<*p <<*p2<< endl;  //输出10和Hello

auto* p = new auto(10);  //p同上
auto* p2 = new auto("Hello"); //p2同上
cout <<*p <<*p2<< endl;  //输出10和Hello

auto p2 = new auto{1};//错误
auto p3 = new auto{1, 2, 3};//错误

const初始化

因为const对象为常量，初始化之后就不可以修改值了

• 类类型初始化时可以不给出值，此时使用默认的构造函数值
• 其它类型必须显示地给出初始化值（注意：编译器本质允许不给出值，但是定义之后就不能改变值了）

const int *p = new const int;//*p为乱值，且*p不允许修改了
const string *p2 = new const string;//使用string默认构造，*p2为空的且不允许修改

//建议做法：
const int *p = new const int(10);//给出初始化值

三、bad_alloc异常处理

• bad_alloc异常出现的情景：如果一个程序可用的内存消耗完，那么new表达式就会失败。默认情况下，此时会抛出bad_alloc异常
• bad_alloc异常的处理：如果不处理此异常那么程序就会中断。但是我们可以使用定位new的nothrow关键字来处理此异常
• nothrow关键字：如果在new后面加一个圆括号并且加上“nothrow”，那么捕获到bad_alloc异常时，new返回空指针，而不抛出异常。我们称这种形式的new为“定位new”
• bad_alloc和nothrow都定义在头文件new中

//如果此时内存不足：

int *p=new int;  //抛出std::bad_alloc异常，程序终止
int *p2=new(nothrow) int;  //new返回一个空指针，p2为空

四、delete关键字

• 用来释放一块动态申请的内存，解除指针与该指针所指向的内存之间的关系
• 如果new的动态内存没有被释放（销毁），那么该动态内存就一直存在，会造成浪费

五、delete的使用规则

规则如下：

• 不能用来释放一块静态内存（栈区）
• 用来释放动态申请的内存（new申请的堆区）
• 允许释放一个空指针，不会出错
• 释放一块已经释放的内存是错误的
• 虽然const对象的值不能被改变，但是可以使用一个const动态对象

int i=10;
int *p=&i;
int *p2=nullptr;
double *pd=new double(3.14);
double *pd2=pd;

delete i;  //错误，i不是一个指针
delete p;  //错误；p是一个指针，指向的堆区的内存，而不是动态申请的
delete p2  //正确，释放空指针是允许的
delete pd; //正确，释放一个动态内存
delete pd2 //错误，pd指向的内存已经被释放了，不能再重复释放

const int *p=new const int(30);
delete p; //正确

六、内存泄漏问题

• 当我们使用new申请一块动态内存后，如果没有delete掉内存，那么就会造成内存泄漏

案例：

定义一个factory函数，返回一个指向与Foo类型的动态内存指针

Foo* factory(T arg)
{
    ...
    return new Foo(arg);
}

• 错误使用：下面的函数，调用了factory函数申请了一块动态内存，但是函数结束之后，没有释放p所指向的内存，于是就造成了内存的浪费

void use_factory(T arg)
{
    Foo *p=factory(arg);
}

• 正确使用：下面对use_factory函数进行了改造，在函数的最后delete掉了p所指向的动态内存，这样就不会导致内存的泄漏了

void use_factory(Foo arg)
{
    Foo *p=factoyr(arg);
    ...
    delete p;
}

七、delete指针之后的置空问题

• 规则：当我们释放一个指针之后，该指针指向的是一个不确定的内存空间。因此，当释放指针之后，建议将指针值为空，来指示该指针不指向任何对象了

int *p=new int(30);  //申请
......
delete p;  //释放
p=nullptr; //置位空

八、多个指针同指一块内存的使用

特点：

• ①多个指针指向同一内存时，释放其中一个指针，其他指针均变为无效
• ②将一个指针值为空，置于该指针有关，与其他指针无关

int *p(new int(42));

auto q=p;   //q与p指向同一块内存空间
delete p;   //释放p之后，q指针也失效
p=nullptr;  //将p置为空，但是q没有（两个指针没有任何关系）

九、shared_ptr与new的使用

使用规则：

• ①我们可以使用将shared_ptr类对象指向一个new所申请的动态内存
• ②new申请的动态内存的使用、释放等规则仍然符合shared_ptr类的使用规则

使用语法：

• 因为智能指针的构造函数时explicit的。因此：我们不能将一个内置指针隐式地转换为一个智能指针，必须使用直接初始化形式来初始化一个智能指针

shared_ptr<int> p=new int(1024);   //错误

shared_ptr<int> p2(new int(1024)); //正确：使用直接初始化

• 动态内存作为返回值时的使用手法：限于上面的使用语法：一个返回shared_ptr的函数不能在其返回语句中隐式转换为一个普通指针 

shared_ptr<int> clone(int p)
{
    return new int(p); //错误
}

shared_ptr<int> clone(int p)
{
    return shared_ptr<int>(new int(p)); //正确
}

十、new传参时与shared_ptr的关系

当一个函数的参数是shared_ptr类时，有以下规则：

• 函数的调用是传值调用
• 调用函数时，该shared_ptr类所指向的对象引用计数加1。但是函数调用完成之后，shared_ptr类自动释放，对象的引用计数又减1

void process(shared_ptr<int> ptr){ ... }

shared_ptr<int> p(new int(42)); //初始化一个智能指针对象p
process(p);  //p所指的对象引用计数加1
//process函数调用之后，p所指的引用计数减1
int i=*p; //正确

函数参数使用时与new的关系：

• 因为shared_ptr类会在生存周期结束之后，将引用计数减1，当引用计数为0时，会释放内存空间

 下面是一个特殊的应用场景，需要注意

void process(shared_ptr<int> ptr){ ... }

int *x(new int(1024));
process(x);  //错误，不能将int*转换为一个shared_ptr<int>
process(shared_ptr<int>(x)); //合法的，但是process函数返回之后内存会被释放
int j=*x; //错误，x所指的内存已经被释放了

 十一、异常处理

当程序发生异常时，我们可以捕获异常来将资源被正确的释放。但是如果没有对异常进行处理，则有以下规则：

• shared_ptr的异常处理：如果程序发生异常，并且过早的结束了，那么智能指针也能确保在内存不再需要时将其释放
• new的异常处理：如果释放内存在异常终止之后，那么久造成内存浪费

voif func()
{
    shared_ptr<int> sp(new int(42));
    ...//此时抛出异常，未捕获，函数终止
}//shared_ptr仍然会自动释放内存

voif func()
{
    int *ip=new int(42);
    ...//此时抛出异常，未捕获
    delete ip; //在退出之前释放内存，此语句没有执行到，导致内存浪费
}

内容总结

以上是互联网集市为您收集整理的C++:33---动态内存管理new、delete全部内容，希望文章能够帮你解决C++:33---动态内存管理new、delete所遇到的程序开发问题。 如果觉得互联网集市技术教程内容还不错，欢迎将互联网集市网站推荐给程序员好友。

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