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C++使用new操作符動(dòng)態(tài)分配的實(shí)現(xiàn)

 更新時(shí)間:2025年06月03日 09:30:14   作者:Coding小公仔  
本文主要介紹了C++使用new操作符動(dòng)態(tài)分配的實(shí)現(xiàn),文中通過示例代碼介紹的非常詳細(xì),對(duì)大家的學(xué)習(xí)或者工作具有一定的參考學(xué)習(xí)價(jià)值,需要的朋友們下面隨著小編來一起學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)吧

在C++中,使用new操作符動(dòng)態(tài)分配數(shù)組空間是一種常見的內(nèi)存管理方式。以下是關(guān)于new分配數(shù)組的詳細(xì)說明和示例:

1. 一維數(shù)組的動(dòng)態(tài)分配

語(yǔ)法

type* array = new type[size];  // 分配size個(gè)type類型的元素

示例

int n = 5;
int* arr = new int[n];  // 分配包含5個(gè)整數(shù)的數(shù)組

// 初始化數(shù)組元素
for (int i = 0; i < n; i++) {
    arr[i] = i * 2;
}

// 使用后釋放內(nèi)存
delete[] arr;  // 必須使用delete[]釋放數(shù)組內(nèi)存

注意事項(xiàng)

  • 內(nèi)存釋放:必須使用delete[]釋放數(shù)組內(nèi)存,否則會(huì)導(dǎo)致內(nèi)存泄漏。
  • 未初始化元素:對(duì)于基本類型(如int、double),元素值是未定義的;對(duì)于類類型,會(huì)調(diào)用默認(rèn)構(gòu)造函數(shù)。
  • 值初始化:可使用new type[size]()強(qiáng)制初始化為0或默認(rèn)值:
    int* arr = new int[5]();  // 所有元素初始化為0
    

2. 二維數(shù)組的動(dòng)態(tài)分配

2.1 方法一:使用指針數(shù)組(非連續(xù)內(nèi)存)

int rows = 3;
int cols = 4;

// 分配指針數(shù)組(每一行是一個(gè)指針)
int** arr = new int*[rows];

// 為每一行分配內(nèi)存
for (int i = 0; i < rows; i++) {
    arr[i] = new int[cols];
}

// 使用數(shù)組
arr[0][0] = 10;

// 釋放內(nèi)存(必須按相反順序)
for (int i = 0; i < rows; i++) {
    delete[] arr[i];  // 釋放每一行
}
delete[] arr;  // 釋放指針數(shù)組

2.2 方法二:使用連續(xù)內(nèi)存塊(更高效)

int rows = 3;
int cols = 4;

// 分配連續(xù)內(nèi)存塊
int* arr = new int[rows * cols];

// 訪問元素(手動(dòng)計(jì)算索引)
for (int i = 0; i < rows; i++) {
    for (int j = 0; j < cols; j++) {
        arr[i * cols + j] = i + j;  // 等價(jià)于arr[i][j]
    }
}

// 釋放內(nèi)存
delete[] arr;

3. 多維數(shù)組的動(dòng)態(tài)分配

三維數(shù)組示例

int x = 2, y = 3, z = 4;

// 分配三維數(shù)組
int*** arr = new int**[x];
for (int i = 0; i < x; i++) {
    arr[i] = new int*[y];
    for (int j = 0; j < y; j++) {
        arr[i][j] = new int[z];
    }
}

// 釋放內(nèi)存
for (int i = 0; i < x; i++) {
    for (int j = 0; j < y; j++) {
        delete[] arr[i][j];
    }
    delete[] arr[i];
}
delete[] arr;

4. 動(dòng)態(tài)數(shù)組的初始化

4.1 基本類型初始化為0

int* arr = new int[5]();  // 所有元素初始化為0

4.2 使用循環(huán)初始化

int* arr = new int[5];
for (int i = 0; i < 5; i++) {
    arr[i] = i * 10;
}

4.3 類類型自動(dòng)調(diào)用構(gòu)造函數(shù)

class MyClass {
public:
    MyClass() { std::cout << "Constructed\n"; }
};

MyClass* arr = new MyClass[3];  // 自動(dòng)調(diào)用3次默認(rèn)構(gòu)造函數(shù)
delete[] arr;  // 自動(dòng)調(diào)用3次析構(gòu)函數(shù)

5. 使用智能指針管理動(dòng)態(tài)數(shù)組(C++11+)

為避免手動(dòng)內(nèi)存管理,推薦使用std::unique_ptrstd::shared_ptr

一維數(shù)組

#include <memory>

// 使用unique_ptr管理數(shù)組
std::unique_ptr<int[]> arr(new int[5]());  // 初始化為0

// 訪問元素
arr[0] = 100;

// 無需手動(dòng)delete,離開作用域時(shí)自動(dòng)釋放

二維數(shù)組(使用vector更簡(jiǎn)單)

#include <vector>

int rows = 3, cols = 4;
std::vector<std::vector<int>> arr(rows, std::vector<int>(cols, 0));

// 訪問元素
arr[1][2] = 50;

// 自動(dòng)管理內(nèi)存

6. 常見錯(cuò)誤與注意事項(xiàng)

  • 內(nèi)存泄漏:忘記使用delete[]釋放內(nèi)存。
  • 越界訪問:動(dòng)態(tài)數(shù)組不會(huì)檢查索引范圍,需自行確保index < size。
  • 淺拷貝問題:若將動(dòng)態(tài)數(shù)組指針賦值給另一個(gè)指針,兩者指向同一塊內(nèi)存,可能導(dǎo)致雙重釋放。
  • 性能開銷:多層new(如二維數(shù)組的指針數(shù)組)會(huì)增加內(nèi)存碎片,連續(xù)內(nèi)存布局(如方法2.2)更高效。

總結(jié)

場(chǎng)景推薦方法
一維動(dòng)態(tài)數(shù)組new type[size] + delete[]
二維動(dòng)態(tài)數(shù)組(簡(jiǎn)單)std::vector<std::vector<int>>
二維動(dòng)態(tài)數(shù)組(高性能)連續(xù)內(nèi)存塊 + 手動(dòng)索引計(jì)算
避免內(nèi)存泄漏std::unique_ptr<int[]>

動(dòng)態(tài)內(nèi)存分配提供了靈活性,但需謹(jǐn)慎管理內(nèi)存以避免錯(cuò)誤。優(yōu)先使用標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)容器(如vector)和智能指針,減少手動(dòng)new/delete的使用。

到此這篇關(guān)于C++使用new操作符動(dòng)態(tài)分配的實(shí)現(xiàn)的文章就介紹到這了,更多相關(guān)C++ new操作符動(dòng)態(tài)分配內(nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家!

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