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C+程序设计 第7章(1) 动态内存分配 1 主要内容 l C+的四个内存区域 l 动态存储分配 l 堆内存 l new 与 delete 运算符 l 动态存储分配的几点说明 l 使用 new 和 delete 的几点说明 l 动态创建对象 l 对象的浅拷贝、浅赋值 l 对象的深拷贝、深赋值 l 顺序表类模板的定义 2 C+的四个内存区域 l C+的四个内存区域： 代码区存放程序代码。 静态数据区存放全局变量或对象、static局部变量或对象。全局变量或对象在程 序开始运行时在该区分配； static局部变量或对象在程序运行过程中第一次进入其作 用域时在该区分配。该区的变量或对象直到程序运行结束才被释放。 局部数据区（栈区） 存放auto局部变量或对象 。 auto局部变量或对象在程序 运行到其作用域时在栈区分配，但怎样分配在编译时就已经确定。auto局部变量或 对象在离开其作用域时即被释放。 动态存储区（自由存储区、堆区） 存放程序运行过程中由 new 运算符动态创建 的变量或对象 。动态创建的变量或对象在编译时无法为其预定存储空间，系统根据 运行时的具体要求在该区分配。该区的变量或对象需要使用 delete 运算符才能将其 释放。 3 动态存储分配 l 静态存储分配： 通常程序中定义的变量或对象，编译器在编译时就可根据该变量或对象的类型知道 其所需内存空间的大小，即怎样分配在编译时就已经能够确定，从而在适当的时候 为它们分配确定的内存空间，这种内存分配称为静态存储分配。 l 动态存储分配： 有些变量或对象只有在程序运行过程中才能确定其大小，这样编译器在编译时就无 法为它们预定内存空间，只能在程序运行过程中，系统根据运行时的具体要求进行 内存分配，称为动态存储分配。动态存储分配是在自由存储区（堆区）中进行。 4 堆内存 l 关于堆内存： 堆区是由操作系统直接管理的内存区域，它是“公共的区域”，而且“面积”比较大， 它的“生命周期”也不是由编译系统控制的，而是由编程的人控制的。在许多的应用 中，堆内存的使用都是必不可少的。必须通过指针，才可以使用堆内存。 l 堆内存的分配与释放： 在程序运行过程中，遇到一个需要动态分配的变量或对象时，必须向系统申请取得 堆内存中的一块所需大小的内存空间，用于存放该变量或对象。当不再使用该变量 或对象时，必须结束它的生命期，需要显式释放其所占用的内存空间。C+中，取得 和释放堆内存中的空间，分别通过 new 和 delete 运算符来完成。new 用来动态分 配内存空间， delete 用来将动态分配得到的内存空间归还给系统（释放）。 5 new 与 delete 运算符 l new 运算符动态申请堆空间 格式1： 指针变量 = new 类型名 ； 格式2： 指针变量 = new 类型名 （ 初始值 ） ； 功能：动态创建一个指定类型的变量或对象。若创建成功（堆空间申请成功）， new 运算返回新分配堆空间的首地址；若创建失败（堆空间申请失败）， new 运算 返回 0 或 NULL（空指针）。 l delete 运算符动态释放堆空间 格式： delete 指针 ； 功能：释放由 new 运算动态创建的变量或对象。指针的值必须是 new 运算所分配 堆空间的首地址，即 new 运算的返回值。 6 new 与 delete 运算符 l new 运算符动态创建一维数组 格式： 指针变量 = new 类型名 下标表达式 ； 功能：动态创建一个指定类型的一维数组，数组元素的个数为下标表达式的值。若 创建成功（堆空间申请成功），new 运算返回新分配一维数组空间的首地址；若创 建失败（堆空间申请失败）， new 运算返回 0 或 NULL（空指针）。 注意：动态为数组分配堆空间时，不能同时进行初始化。 l delete 运算符动态释放一维数组 格式： delete 指针 ； 功能：释放由 new 运算动态创建的一维数组。指针的值必须是 new 运算所分配一 维数组空间的首地址，且前面必须加上一对方括号 “ ”。 注意：若 delete 中的方括号“ ”不写，只是释放一维数组中一个元素的空间。 7 【例】（动态创建变量） #include void main ( ) int * p = new int ( 100 ) ; cout void main ( ) int * p = new int 6 ; cout p i ; for ( i=0 ; i void main ( ) float ( *p1 ) 3 = new float 2 3 ; int i , j ; cout p1 i j ; for ( i=0 ; i p2 i ; for ( i=0 ; i # include class Student int id ; char name 8 ; int score ; public: Student ( int i=0, char *na=0, int s=0 ) id = i ; strcpy( name, na ) ; score = s ; cout print( ) ; delete p1 ; Student *p2 = new Student ( 222 , “王红” , 88 ) ; p2-print( ); /注意：此处漏写 delete p2; 运行： 对象地址=4390992 构造 ( 张军 ) 了！ 学号=111 姓名=张军 成绩=99 对象地址=4390992 析构 ( 张军 ) 了！ 对象地址=4390992 构造 ( 王红 ) 了！ 学号=222 姓名=王红 成绩=88 15 【例】（ 点类、new创建动态对象数组，delete释放动态对象数组） # include # include class Point float x , y ; public: Point ( float a=0 , float b=0 ) x = a ; y = b ; cout x y ; void print ( ) cout input( ) ; for ( i=0 ; i class Point float x , y ; public: Point ( float a=0 , float b=0 ) : x( a ) , y( b ) void print ( ) cout # include class mystring char *ps ; /指向动态分配在堆区的字符串 public: mystring ( char *s=0 ) if ( s ) ps = new char strlen( s ) + 1 ; strcpy( ps , s ) ; else ps = 0 ; void show( ) if ( ps ) cout # include class mystring char *ps ; /指向动态分配在堆区的字符串 public: mystring ( char *s=0 ) if ( s ) ps = new char strlen( s ) + 1 ; strcpy( ps , s ) ; else ps = 0 ; mystring ( ) if ( ps ) delete ps ; /自定义析构函数 void show( ) if ( ps ) cout # include class mystring char *ps ; /指向动态分配在堆区的字符串 public: mystring ( char *s=0 ) /用C风格字符串来初始化mystring类的对象 if ( s ) ps = new char strlen( s ) + 1 ; strcpy( ps , s ) ; else ps = 0 ; mystring ( mystring strcpy( ps , ms.ps ) ; else ps = 0 ; mystring ( ) if ( ps ) delete ps ; /自定义析构函数 mystring if ( ms.ps ) ps = new char strlen( ms.ps ) + 1 ; strcpy( ps , ms.ps ) ; else ps = 0 ; return *this ; void show( ) if ( ps ) cout # include # include template / T为类型参数，代表顺序表中元素的数据类型 class Array T *slist ; /开在堆区的数组容器空间的起始地址 int size ; /堆区数组容器中所能存放元素的最大个数 int last ; /堆区数组容器中已存放元素的个数，空表时 last = 0 public: Array ( int max=10 ) /默认构造函数，初始化顺序表为空表 slist = new T max ; size = max ; last = 0 ; Array ( T *p , int n , int max=10 ) ; /用p指针所指的数组来初始化顺序表 Array ( Array /自定义拷贝构造函数，实现深拷贝 Array ( ) /自定义析构函数，释放堆区的数组容器空间 delete slist ; void inelem ( T x ) ; /将元素 x 加入到顺序表的尾部 28 void print ( ) ; /输出顺序表中各元素 Array slist = new T a.size ; size = a.size ; last = a.last ; for ( int i=0 ; i /用p指针所指的数组来初始化顺序表 Array : Array ( T *p , int n , int max ) while ( n max ) max = 2 * max ; slist = new T max ; size = max ; last = n ; for ( int i=0 ; i /自定义拷贝构造函数，实现深拷贝 Array : Array ( Array size = a.size ; last = a.last ; for ( int i=0 ; i /将元素 x 加入到顺序表的尾部 void Array : inelem ( T x ) if ( last = size ) size = 2 * size ; T *temp = slist ; slist = new T size ; for ( int i=0 ; i /输出顺序表中各元素 void Array : print( ) for ( int i=0 ; i /重载下标“ ”运算符 T cout b ( a ) ; cout c ; cout “新建初始，顺序表c中元素为：n” ; c.print( ) ; c = a ; cout “赋值之后，顺序表c中元素为：n” ; c