C++ Primer : 第十二章 : 动态内存之动态数组

时间：2023-12-20 20:06:20

动态数组的分配和释放

  • new和数组
C++语言和标准库提供了一次分配一个对象数组的方法，定义了另一种new表达式语法。我们需要在类型名后跟一对方括号，在其中指明要分配的对象的数目。
int* arr = new int[20]; // arr 指向第一个int

方括号中的大小必须是整数，但不必是常量。

可以使用typedef来表示数组类型的别名：
typedef int arrT[42];

int* p = new arrT; // 分配一个42个int的数组，p指向第一个int

虽然我们通常称 new T[ ] 分配的内存为 “动态数组”， 这种叫法在某种程度上来说有些误导。使用new分配一个数组时，我们只是获得了一个数组元素类型的指针，并未获得一个数组类型的对象。因此，动态数组并不是数组类型。因此，不能对动态数组使用begin()和end()，这些函数使用数组的维度，也不能处理数组中的元素，比如for语句。

  • 初始化动态分配对象的数组
可以对new分配的动态数组进行值初始化，方法时在大小后面跟一对空括号：
int* pia = new int[10]; // 10个未初始化的int

int* pia1 = new int[10](); // 10个值初始化的int

string* psa = new string[10]; // 10个空string

string* psa = new string[10](); // 10个空string

新标准中，我们可以提供一个元素初始化器的花括号列表：

int* pia2 = new int[10]{0, 1, 2, 3, 4, 5, 6};

如果花括号中的元素个数少于分配对象个数，剩余的元素进行值初始化，如果元素个数多余对象个数，则new表达式失败，不会分配内存。new会抛出一个bad_array_new_length的异常，类似bad_alloc，该异常类型定义在头文件 <new>中。

new一个非数组对象时，我们可以在初始化括号中给出一个初始化器，依靠这个初始化器，我们可以使用auto来分配数组，但是对于数组，这种做法是不允许的。
  • 动态分配一个空数组是合法的
我们在使用new分配一个动态数组时，可以指定分配数组的大小为0，这样做是合法的：
char* pc = new char(0);

此时new返回一个与其他new表达式返回类型都不同的指针类型，该指针不能解引用，就像一个数组的尾后迭代器一样。

  • 释放动态数组
释放动态数组，我们需要在delete和数组名之间加一个空的方括号[ ] ， 表示我们释放的是一个动态数组。
数组中的元素逆序销毁，即，最后一个元素首先被销毁，然后是倒数第二个，依次类推。
当我们释放一个动态数组时，空方括号是必须的，它指示编译器此指针指向一个对象数组的第一个元素。 delete一个动态数组时未添加空方括号或delete一个普通指针时添加了空方括号，其行为都是未定义的。
前面我们讲到，可以使用typedef来给动态数组起一个别名，这样在new一个动态数组时就不必添加方括号[]，即使这样，我们在释放一个动态数组时，仍然需要添加方括号[]，因为它本质上还是一个动态数组。

智能指针和动态数组

unique_ptr智能指针有个可以管理new分配的动态数组的版本，为了使用一个unique_ptr来管理动态数组，需要在对象类型后加一个空方括号[]:
unique_ptr<int[]> up(new int[10]());

up.release(); // 自动调用delete []销毁其指针

当一个unique_ptr指向一个数组时，我们不能使用点和箭头成员运算符，毕竟，unique_ptr指向的是一个数组而不是单个对象。不过，我们可以使用下表运算符来访问数组中的元素：

for (size_t i = 0; i < 10; ++i)

    up[i] = i;

shared_ptr不支持动态数组，如果希望使用shared_ptr管理一个动态数组，我们需要提供自己的删除器：

shared_ptr<int> sp(new int[10], [](int* p){ delete [] p; });

sp.reset();

我们在这个例子中使用lambda做为shared_ptr的删除器，如果我们不提供删除器，这样的行为是未定义的，因为默认情况下shared_ptr使用delete来释放内存，使用delete来释放一个动态数组的定位是未定义的。

shared_ptr不支持动态数组这一特性会影响我们访问数组中的元素：
for (size_t i = 0; i != 10; ++i)

    *(sp.get() + i) = i;

shared_ptr没有定义下标运算符，而且智能指针不支持指针算术运算。因此，为了访问数组中的元素，我们必须用get成员函数获取一个内置指针，然后使用该内置指针来访问数租元素。

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