C++（12）：动态内存

**C++（12）：动态内存**

在前面的章节中，我们已经学习了如何使用静态内存来分配变量。然而，在实际的程序开发中，往往需要动态地分配内存，以适应不同的需求和场景。在本章中，我们将介绍C++中的动态内存管理。

**什么是动态内存**

动态内存是指在运行时根据需要动态分配的内存空间。与静态内存不同，动态内存的大小可以在程序执行过程中改变。动态内存通常用于以下场景：

* 需要动态地分配内存来存储数据。
* 需要释放不再使用的内存，以避免内存泄漏。

**C++中的动态内存管理**

在C++中，动态内存管理主要通过以下几个方面实现：

###1. `new` 和 `delete`

`new` 是用于分配新内存块的运算符，而 `delete` 则是用于释放已有内存块的运算符。例如：

cppint* p = new int; // 分配一个整型变量的内存空间*p =10;
delete p; //释放该内存块

###2. `new[]` 和 `delete[]`

`new[]` 是用于分配新数组内存块的运算符，而 `delete[]` 则是用于释放已有数组内存块的运算符。例如：

cppint* p = new int[10]; // 分配一个整型数组，大小为10 的内存空间*p =10;
delete[] p; //释放该内存块

###3. `malloc` 和 `free`

`malloc` 是用于分配新内存块的函数，而 `free` 则是用于释放已有内存块的函数。例如：

cppint* p = (int*)malloc(sizeof(int)); // 分配一个整型变量的内存空间*p =10;
free(p); //释放该内存块

###4. `calloc` 和 `realloc`

`calloc` 是用于分配新数组内存块的函数，而 `realloc` 则是用于调整已有内存块大小的函数。例如：

cppint* p = (int*)calloc(10, sizeof(int)); // 分配一个整型数组，大小为10 的内存空间*p =10;
free(p); //释放该内存块int* q = (int*)realloc(p,20 * sizeof(int)); // 调整 p 的大小为20q[19] =20; // 使用新分配的内存空间free(q); //释放该内存块

###5. `new` 和 `delete` 的注意事项在使用 `new` 和 `delete` 时，需要注意以下几点：

* 必须确保 `new` 分配的内存块被 `delete`释放，以避免内存泄漏。
* 如果 `new` 分配失败，则返回一个空指针，需要检查该指针是否有效。
* 在使用 `delete` 时，必须确保所指向的内存块是由 `new` 或 `new[]` 分配的，以避免异常行为。

###6. `malloc` 和 `free` 的注意事项在使用 `malloc` 和 `free` 时，需要注意以下几点：

* 必须确保 `malloc` 分配的内存块被 `free`释放，以避免内存泄漏。
* 如果 `malloc` 分配失败，则返回一个空指针，需要检查该指针是否有效。
* 在使用 `free` 时，必须确保所指向的内存块是由 `malloc` 或 `calloc` 分配的，以避免异常行为。

###7. `calloc` 和 `realloc` 的注意事项在使用 `calloc` 和 `realloc` 时，需要注意以下几点：

* 必须确保 `calloc` 分配的内存块被 `free`释放，以避免内存泄漏。
* 如果 `calloc` 分配失败，则返回一个空指针，需要检查该指针是否有效。
* 在使用 `realloc` 时，必须确保所指向的内存块是由 `malloc` 或 `calloc` 分配的，以避免异常行为。

**总结**

在本章中，我们学习了C++中的动态内存管理。我们了解了如何使用 `new` 和 `delete` 来分配和释放内存块，以及如何使用 `malloc` 和 `free` 来分配和释放内存块。我们还学习了如何使用 `calloc` 和 `realloc` 来分配和调整数组内存块的大小。最后，我们提到了使用这些函数时需要注意的事项，以避免内存泄漏和异常行为。

**参考**

* C++标准库（ISO/IEC14882:2017）
* 《C++ Primer》第5版* 《Effective C++》第3版