C++指针和动态内存分配

指针和动态内存分配

数组与指针

数组

• 数组名是一个指针常量。
• 数组名传递数据时，传递的是地址。
• 数组作为函数参数时不指定第一维大小。
• 对象数组

A a[2] = {A(1,2)};

执行时先调用有参数的构造函数初始化a[0]，然后调用默认构造函数初始化a[1]。

指针

1. 指向常量的指针 。不能改变所指对象的值，但可以指向其他对象。

    int a;
    const int* p1 = &a;
    int b;
    p1 = &b;//正确，可以指向其他对象。
    *p1 = 1;//错误，不能改变所指对象的值

2. 指针类型的常量 。指针本身的值不能被改变。

    int a,b;
    int* const p1 = &a;
    p1 = &b; //错误，指针本身的值不能被改变

指针数组

    int line1[] = {1,0,0};
    int line2[] = {0,1,0};
    int line3[] = {0,0,1};
    int* PLine[] = {line1,line2,line3};
    for(int i = 0;i < 3;++i){
        for(int j = 0;j < 3;++j)
            cout<<PLine[i][j]<<" ";
        cout<<endl;
    }

!

函数指针

void foo(int a){
    cout<<"cout foo"<<a<<endl;
}
void bar(int b){
    cout<<"cout bar"<<b<<endl;
}
int main()
{
    void (*ptr)(int);
    ptr = foo;
    ptr(1);
    ptr = bar;
    ptr(2);
    return 0;
}

对象指针

指向对象的指针

Point* ptr;
Point p1;
ptr = &p1;//指向一个对象
p->getX(); //(*p).getX() 调用相应的成员

this指针

this指针是隐含于每一个类的非静态成员函数中的特殊指针，用于指向正在被成员函数操作的对象。

动态内存分配

一般对象的动态内存分配

在C++中建立和删除堆对象使用的两个操作符：new和delete。

*new操作 *

该语句运行过程中申请分配用于存放指定类型数据的内存空间，并根据初始化参数列表中的值进行初始化。如果内存申请成功，便 返回一个指向新分配内存首地址的类型的指针 。可以通过该指针对堆对象进行访问。如果申请失败则抛出异常。

• 分配基本类型的变量。

    int* p = new int; //分配内存后不设初值。
    int* p1 = new int();//分配内存后，用0来初始化。
    int* p1 = new int(1);

• 分配类类型变量

    class Point {
    public:
        Point():x(0),y(0){  
            cout<<"Default constructor called."<<endl;
        }
        Point(int x,int y):x(x),y(y){
            cout<<"Constructor called."<<endl;
        }
        ~Point(){cout<<"Destructor called."<<endl;}
    private:
        int x,y;
    };
    int main()
    {
        cout<<"Step one"<<endl;
        Point* ptr1 = new Point;//未给出参数列表，调用默认ctor
        delete ptr1;//删除对象，调用dtor
 
        cout<<"Step two"<<endl;
        ptr1 = new Point(1,2);//给出参数列表，调用有形ctor
        delete ptr1;//删除对象，调用dtor
        return 0;
    }

注意：

1. 用new建立一个类类型的变量时，如果该类存在用户定义的默认ctor，则“new T”和“new T()”的效果是相同的。
2. 若用户没有定义默认的ctor，使用“new T”创建对象时，会调用系统隐含的ctor；使用“new T()”创建对象时，系统除了执行那些操作外，还会为基本数据类型和指针类型赋0，而且过程是递归的。

delete操作
如果被删除的是对象，对象的析构函数将被调用。用new建立的对象，只能用delete删除一次。

动态数组

一维数组

int* arr = new int[n]; //new T
int* arr = new int [n]() ;//new T()
int* arr = new int [n](1) ;//用1初始化。
delete[] arr;//删除整个数组。

多维数组的分配

/*
    new 类型名T[第一维][第二维]…
    分配一个2*3*4的三位数组的两种方法。
    1.整个分配，释放的时候是整个释放掉。
    2.一层一层分配，释放的时候也是从内而外一层一层释放。
    */
    int(*cp)[3][4];
    cp = new int [2][3][4]();
    delete cp;
 
    //分配空间
    int*** p = new int**[2];
    for(int i = 0;i < 2; ++i){
        p[i] = new int*[3];
        for(int j = 0;j < 3; ++j)
            p[i][j] = new int[4]();
    }
    //赋值
    for(int i = 0;i < 2; ++i)
        for(int j = 0;j < 3; ++j)
            for(int k = 0;k < 4; ++k)
                p[i][j][k] = i*j*k;
    //释放空间
    for(int i = 0;i < 2; ++i){
        for(int j = 0;j < 3; ++j)
            delete[] p[i][j];
        delete[] p[i];
    }
    delete[] p;

深拷贝和浅拷贝

隐含的拷贝构造函数完成的是浅拷贝。
浅拷贝与深拷贝的区别如图。

class Point{
    ...
};
class ArrayOfPoint{
public:
    ArrayOfPoint(const ArrayOfPoint& v);
private:
    Point* points;
    int size;
};
ArrayOfPoint::ArrayOfPoint(const ArrayOfPoint& v)
{
    //深拷贝，为新的对象重新开辟一片内存空间。
    size = v.size;
    points = new Point[size];
    for(int i = 0;i < size; ++i)
        points[i] = v.points[i];
}