使用new来创建动态数组
原文来自:http://book.51cto.com/art/201211/367161.htm
使用new来创建动态数组(1)
如果程序只需要一个值,则可能会声明一个简单变量,因为对于管理一个小型数据对象来说,这样做比使用new和指针更简单,尽管给人留下的印象不那么深刻。通常,对于大型数据(如数组、字符串和结构),应使用new,这正是new的用武之地。例如,假设要编写一个程序,它是否需要数组取决于运行时用户提供的信息。如果通过声明来创建数组,则在程序被编译时将为它分配内存空间。不管程序最终是否使用数组,数组都在那里,它占用了内存。在编译时给数组分配内存被称为静态联编(static binding),意味着数组是在编译时加入到程序中的。但使用new时,如果在运行阶段需要数组,则创建它;如果不需要,则不创建。还可以在程序运行时选择数组的长度。这被称为动态联编(dynamic binding),意味着数组是在程序运行时创建的。这种数组叫作动态数组(dynamic array)。使用静态联编时,必须在编写程序时指定数组的长度;使用动态联编时,程序将在运行时确定数组的长度。
下面来看一下关于动态数组的两个基本问题:如何使用C++的new运算符创建数组以及如何使用指针访问数组元素。
1.使用new创建动态数组
在C++中,创建动态数组很容易;只要将数组的元素类型和元素数目告诉new即可。必须在类型名后加上方括号,其中包含元素数目。例如,要创建一个包含10个int元素的数组,可以这样做:
![]() |
new运算符返回第一个元素的地址。在这个例子中,该地址被赋给指针psome。
当程序使用完new分配的内存块时,应使用delete释放它们。然而,对于使用new创建的数组,应使用另一种格式的delete来释放:
![]() |
方括号告诉程序,应释放整个数组,而不仅仅是指针指向的元素。请注意delete和指针之间的方括号。如果使用new时,不带方括号,则使用delete时,也不应带方括号。如果使用new时带方括号,则使用delete时也应带方括号。C++的早期版本无法识别方括号表示法。然而,对于ANSI/ISO标准来说,new与delete的格式不匹配导致的后果是不确定的,这意味着程序员不能依赖于某种特定的行为。
总之,使用new和delete时,应遵守以下规则。
不要使用delete来释放不是new分配的内存。
不要使用delete释放同一个内存块两次。
如果使用new [ ]为数组分配内存,则应使用delete [ ]来释放。
如果使用new [ ]为一个实体分配内存,则应使用delete(没有方括号)来释放。
对空指针应用delete是安全的。
现在我们回过头来讨论动态数组。psome是指向一个int(数组第一个元素)的指针。您的责任是跟踪内存块中的元素个数。也就是说,由于编译器不能对psome是指向10个整数中的第1个这种情况进行跟踪,因此编写程序时,必须让程序跟踪元素的数目。
实际上,程序确实跟踪了分配的内存量,以便以后使用delete [ ]运算符时能够正确地释放这些内存。但这种信息不是公用的,例如,不能使用sizeof运算符来确定动态分配的数组包含的字节数。
为数组分配内存的通用格式如下:
![]() |
使用new运算符可以确保内存块足以存储num_elements个类型为type_name的元素,而pointer_name将指向第1个元素。下面将会看到,可以以使用数组名的方式来使用pointer_name。
2.使用动态数组
创建动态数组后,如何使用它呢?首先,从概念上考虑这个问题。下面的语句创建指针psome,它指向包含10个int值的内存块中的第1个元素:
![]() |
可以将它看作是一根指向该元素的手指。假设int占4个字节,则将手指沿正确的方向移动4个字节,手指将指向第2个元素。总共有10个元素,这就是手指的移动范围。因此,new语句提供了识别内存块中每个元素所需的全部信息。
现在从实际角度考虑这个问题。如何访问其中的元素呢?第一个元素不成问题。由于psome指向数组的第1个元素,因此*psome是第1个元素的值。这样,还有9个元素。如果没有使用过C语言,下面这种最简单的方法可能会令您大吃一惊:只要把指针当作数组名使用即可。也就是说,对于第1个元素,可以使用psome[0],而不是*psome;对于第2个元素,可以使用psome[1],依此类推。这样,使用指针来访问动态数组就非常简单了,虽然还不知道为何这种方法管用。可以这样做的原因是,C和C++内部都使用指针来处理数组。数组和指针基本等价是C和C++的优点之一(这在有时候也是个问题,但这是另一码事)。稍后将更详细地介绍这种等同性。
首先,程序清单4.18演示了如何使用new来创建动态数组以及使用数组表示法来访问元素;它还指出了指针和真正的数组名之间的根本差别。
使用new来创建动态数组(2)
程序清单4.18 arraynew.cpp
![]() |
下面是该程序的输出:
![]() |
从中可知,arraynew.cpp将指针p3当作数组名来使用,p3[0]为第1个元素,依次类推。下面的代码行指出了数组名和指针之间的根本差别:
![]() |
不能修改数组名的值。但指针是变量,因此可以修改它的值。请注意将p3加1的效果。表达式p3[0]现在指的是数组的第2个值。因此,将p3加1导致它指向第2个元素而不是第1个。将它减1后,指针将指向原来的值,这样程序便可以给delete[ ]提供正确的地址。
相邻的int地址通常相差2个字节或4个字节,而将p3加1后,它将指向下一个元素的地址,这表明指针算术有一些特别的地方。情况确实如此。