C++数组在内存中的分配
接前一篇的内容,C++中数组在内存中也有静态分配和动态分配的区别。静态数组建立的方式为:A a[],它在栈上分配空间;动态方式是使用new,malloc在堆上分配。
数组要么在静态存储区被创建(如全局数组),要么在栈或堆上被创建。数组名对应着(而不是指向)一块内存,其地址与容量在生命期内保持不变,只有数组的内容可以改变。看下例:
1 #include<iostream> 2 using namespace std; 3 void test() 4 { 5 char ch[]="hello"; 6 ch[0]='H'; 7 char*p="world"; 8 p[0]='W';//出错 9 cout<<ch<<endl; 10 cout<<p<<endl; 11 } 12 int main() 13 { 14 test(); 15 return 0; 16 }
程序中用指针指向了一个常量字符串"world",C++常量字符串存在常量存储区,且不能修改,故会出错。
数组的在栈上分配,或堆上分配的区别可以看下例:将test和main函数修改为下
1 char* test() 2 { 3 char ch[]="hello";//在栈上 4 /* char* ch= new char[6];//在堆上 5 ch[0]='h'; 6 ch[1]='e'; 7 ch[2]='l'; 8 ch[3]='l'; 9 ch[4]='0'; 10 ch[5]='\0'; 11 */ 12 return ch; 13 } 14 int main() 15 { 16 char*p=test(); 17 cout<<p<<endl; 18 return 0; 19 }
很明显程序程序编译时出现:warning C4172: returning address of local variable or temporary。在test调用结束后在栈上分配的数组已经销毁,p即为野指针指向无效内容。这里把数组名作为l函数返回值。如果换成下面注释的代码在堆上分配则没有问题,注意最后的'\0',字符串的最后是以'\0'来判断结束的,不然会出界输出无效内容。这里可以看出C++数组在内存中的存储形式与上篇内容介绍的一样。将test改为如下:
1 char* test() 2 { 3 char* ch= new char[6];//在堆上 4 ch[0]='h'; 5 ch[1]='e'; 6 ch[2]='l'; 7 ch[3]='l'; 8 ch[4]='0'; 9 ch[5]='\0'; 10 char c[] = "hello world"; 11 char *p = c; 12 cout<< sizeof(c) << endl; // 12字节 13 cout<< sizeof(ch) << endl; // 4字节 14 cout<< sizeof(p) << endl; // 4字节 15 return ch; 16 }
静态数组名用sizeof可以知道数组实际所占的内存大小,而指向数组的指针占用空间即为普通指针的大小。当数组作为函数的参数进行传递时,该数组自动退化为同类型的指针。
在上一篇关于C++中类在内存中分配的介绍举例时发现一个问题,当两个指针指向同一个对象时,发现delete一个指针销毁该对象后,用另一个指针扔能调用该类的函数,这个是野指针应该有错啊。看下面的例子:
1 #include<iostream> 2 using namespace std; 3 class A 4 { 5 public: 6 void fun() 7 { 8 cout<<"class of a:"<<endl; 9 } 10 int num; 11 }; 12 A* test() 13 { 14 A*p; 15 A a; 16 a.num=11; 17 p=&a; 18 p->fun(); 19 return p; 20 } 21 int main() 22 { 23 A*s=test(); 24 s->fun(); 25 return 0; 26 }
程序运行结果:
即两次输出class of a,一次是在test函数内,一次是s调用。test内的a分配在栈上,函数结束后应该就销毁了,为什么s还能调用fun。原来类中的成员数据和函数是存放在不同位置的。C++类的方法存放在"程序代码区",而类中的数据成员(对象数据成员)存放在类的实例对象中,即该成员数据存放在堆或栈中。s指向对象的成员数据已销毁,而类的方法还在。
若将上面代码第8行改为:cout<<"class of a:"<<this->num<<endl;程序运行结果为:
即s输出的数据成员num为无效,因为该对象已释放。关于C++内存管理还有很多内容,需要进一步加强学习。