第七章-動(dòng)態(tài)內(nèi)存分配--C++程序設(shè)計(jì)-計(jì)算機(jī)等級(jí)考試教學(xué)課件

*,計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教研室,*,單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級(jí),第三級(jí),第四級(jí),第五級(jí),第七章 動(dòng)態(tài)內(nèi)存分配,主講人：,XXX,電子郵件：,聯(lián)系電話：,2024/10/31,1,動(dòng)態(tài)內(nèi)存分配,本章首先介紹程序運(yùn)行時(shí),動(dòng)態(tài)內(nèi)存分配,（,dynamic memory allocation,）的概念與方法；再進(jìn)一步討論復(fù)制構(gòu)造函數(shù),.,7.1.1,自由存儲(chǔ)區(qū),內(nèi)存,的分配與釋放,7.1.2,自由存儲(chǔ)區(qū),對(duì)象,與構(gòu)造函數(shù),7.1.3,淺復(fù)制與深復(fù)制,2024/10/31,2,計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教研室,自由存儲(chǔ)區(qū)內(nèi)存分配,靜態(tài)存儲(chǔ)分配：,無(wú)論全局或局部變量,(,對(duì)象,),，編譯器在,編譯時(shí),都可以根據(jù)該變量,(,對(duì)象,),的類型知道所需內(nèi)存空間的大小，從而系統(tǒng)在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候?yàn)樗鼈兎峙浯_定的存儲(chǔ)空間。尤其是數(shù)組。,動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)分配：,有些操作對(duì)象只有在程序,運(yùn)行時(shí),才能確定，這樣編譯器在編譯時(shí)就無(wú)法為他們預(yù)定存儲(chǔ)空間，只能在程序運(yùn)行時(shí)，系統(tǒng)根據(jù)運(yùn)行時(shí)的要求進(jìn)行內(nèi)存分配，稱為動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)分配。動(dòng)態(tài)分配都在,自由存儲(chǔ)區(qū),中進(jìn)行。,2024/10/31,3,計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教研室,自由存儲(chǔ)區(qū),內(nèi)存的分配與釋放,當(dāng)程序運(yùn)行到需要?jiǎng)討B(tài)分配變量或?qū)ο髸r(shí)，必須向系統(tǒng),申請(qǐng)取得自由存儲(chǔ)區(qū),中的一塊所需大小的存貯空間，用于存貯該變量或?qū)ο?。?dāng)不再使用該變量或?qū)ο髸r(shí)，也就是它的生命結(jié)束時(shí)，要,顯式釋放,它所占用的存貯空間，這樣系統(tǒng)就能進(jìn)行再次分配，做到重復(fù)使用有限的資源。,動(dòng)態(tài)分配與釋放：,2024/10/31,4,計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教研室,一般定義變量和對(duì)象時(shí)要用標(biāo)識(shí)符命名，稱,命名對(duì)象,，而動(dòng)態(tài)的稱,無(wú)名對(duì)象,(,請(qǐng)注意與棧區(qū)中的臨時(shí)對(duì)象的區(qū)別，兩者完全不同：生命期不同，操作方法不同，臨時(shí)變量對(duì)程序員是透明的,),。,自由存儲(chǔ)區(qū),是不會(huì)自動(dòng)在分配時(shí)做初始化的（包括清零），所以必須用初始化式,(initializer),來(lái)顯式初始化。,無(wú)名對(duì)象：,自由存儲(chǔ)區(qū),內(nèi)存的分配與釋放,2024/10/31,6,計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教研室,new,表達(dá)式的操作：,從自由存儲(chǔ)區(qū)分配對(duì)象，然后用括號(hào)中的值初始化該對(duì)象,。,分配對(duì)象時(shí)，,new,表達(dá)式調(diào)用庫(kù)操作符,new,(),：,int,*pi=,new,int,(0);,pi,現(xiàn)在所指向的變量的存儲(chǔ)空間是由庫(kù)操作符,new,(),分配的，位于程序的自由存儲(chǔ)區(qū)中，并且該對(duì)象未命名。,自由存儲(chǔ)區(qū),內(nèi)存的分配與釋放,2024/10/31,7,計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教研室,自由存儲(chǔ)區(qū),i,演示：,用初始化式,(initializer),來(lái)顯式初始化,int,*pi=,new,int,(0);,當(dāng),pi,生命周期結(jié)束時(shí)，,必須釋放,pi,所指向的目標(biāo)：,delete,pi;,注意這時(shí)釋放了,pi,所指的目標(biāo)的內(nèi)存空間，也就是撤銷(xiāo)了該目標(biāo)，稱動(dòng)態(tài)內(nèi)存釋放（,dynamic memory deallocation,），但,指針,pi,本身并沒(méi)有撤銷(xiāo),，該指針?biāo)純?nèi)存空間并未釋放。,自由存儲(chǔ)區(qū),內(nèi)存的分配與釋放,2024/10/31,8,計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教研室,動(dòng)態(tài)分配數(shù)組與,標(biāo)準(zhǔn)字符串類,：,標(biāo)準(zhǔn)字符串類,string,就是采用動(dòng)態(tài)建立數(shù)組的方式解決數(shù)組溢出的問(wèn)題的，例,7.1,所做的動(dòng)態(tài)內(nèi)存分配與釋放，在,string,類對(duì)象中都是自動(dòng)完成的，在程序中不需要也不允許再顯式地為,string,進(jìn)行動(dòng)態(tài)內(nèi)存的分配與釋放。,【,例,7.1】,動(dòng)態(tài)數(shù)組的建立與撤銷(xiāo),自由存儲(chǔ)區(qū),內(nèi)存的分配與釋放,2024/10/31,10,計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教研室,【,例,7.1,】,動(dòng)態(tài)數(shù)組的建立與撤銷(xiāo),#include,#include,using namespace,std,；,int,main(),int,n;,char,*pc;,cout,請(qǐng)輸入動(dòng)態(tài)數(shù)組的元素個(gè)數(shù),n;,/,在運(yùn)行時(shí)確定，可輸入,25,pc=,new char,n;,strcpy(pc,自由存儲(chǔ)區(qū)內(nèi)存的動(dòng)態(tài)分配,);,coutpcendl;,delete,pc;,/,釋放,pc,所指向的,n,個(gè)字符的內(nèi)存空間,return,0;,2024/10/31,11,計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教研室,1.,動(dòng)態(tài)分配失敗,。返回一個(gè)空指針（,NULL,），表示發(fā)生了異常，堆資源不足，分配失敗。,2.,指針刪除與自由存儲(chǔ)區(qū)空間釋放,。刪除一個(gè)指針,p,（,delete,p;,）實(shí)際意思是刪除了,p,所指的目標(biāo)（變量或?qū)ο蟮龋尫帕怂嫉淖杂纱鎯?chǔ)區(qū)空間，而不是刪除本身，釋放自由存儲(chǔ)區(qū)空間后，成了空懸指針?？諔抑羔樖浅绦蝈e(cuò)誤的一個(gè)根源）。建議這時(shí)將置空（,NULL,）。,自由存儲(chǔ)區(qū),內(nèi)存的分配與釋放,指針使用的要點(diǎn)：,2024/10/31,13,計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教研室,5,內(nèi)存泄漏（,memory leak,）和重復(fù)釋放,。,new,與,delete,是配對(duì)使用的，,delete,只能釋放,自由存儲(chǔ)區(qū),空間。如果,new,返回的指針值丟失，則所分配的,自由存儲(chǔ)區(qū),空間無(wú)法回收，稱內(nèi)存泄漏，同一空間重復(fù)釋放也是危險(xiǎn)的，因?yàn)?該空間可能已另分配,，所以必須妥善保存,new,返回的指針，以保證不發(fā)生內(nèi)存泄漏，也必須保證不會(huì)重復(fù)釋放,自由存儲(chǔ)區(qū),內(nèi)存空間。,自由存儲(chǔ)區(qū),內(nèi)存的分配與釋放,指針使用的要點(diǎn)：,2024/10/31,15,計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教研室,自由存儲(chǔ)區(qū),對(duì)象與構(gòu)造函數(shù),類對(duì)象動(dòng)態(tài)建立與刪除過(guò)程：,通過(guò),new,建立的對(duì)象要調(diào)用構(gòu)造函數(shù)，通過(guò),delete,刪除對(duì)象也要調(diào)用析構(gòu)函數(shù)。,CGoods*pc;,pc=new CGoods;,/,分配自由存儲(chǔ)區(qū)空間，并構(gòu)造一個(gè)無(wú)名的,CGoods,對(duì)象；,.,delete pc;,/,先析構(gòu)，然后將內(nèi)存空間返回給自由存儲(chǔ)區(qū)；,自由存儲(chǔ)區(qū),對(duì)象的生命期并不依賴于建立它的作用域，所以除非程序結(jié)束，,自由存儲(chǔ)區(qū),對(duì)象（無(wú)名對(duì)象）的生命期不會(huì)到期，并且需要顯式地用,delete,語(yǔ)句析構(gòu)該類對(duì)象，上例執(zhí)行,delete,語(yǔ)句時(shí)，,C+,自動(dòng)調(diào)用商品類的析構(gòu)函數(shù)。,2024/10/31,16,計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教研室,類說(shuō)明：,class,CGoods,string Name;,int,Amount;,float,Price;,float,Total_value;,public:,CGoods()cout,調(diào)用默認(rèn)構(gòu)造函數(shù),endl;,CGoods(string name,int,amount,float,price),cout,調(diào)用三參數(shù)構(gòu)造函數(shù),endl;,Name=name;Amount=amount;,Price=price;Total_value=price*amount;,CGoods()cout,調(diào)用析構(gòu)函數(shù),endl;,;,【,例,7.3】,演示自由存儲(chǔ)區(qū)對(duì)象分配和釋放。,2024/10/31,18,計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教研室,使用：,int,main(),int,n;,CGoods*pc,*pc1,*pc2;,pc=,new,CGoods(,“,夏利,2000,”,，,10,，,118000);,/,調(diào)用三參數(shù)構(gòu)造函數(shù),pc1=,new,CGoods();,/,調(diào)用默認(rèn)構(gòu)造函數(shù),cout,輸入商品類數(shù)組元素?cái)?shù),n;,pc2=,new,CGoodsn;,/,動(dòng)態(tài)建立數(shù)組，不能初始化，調(diào)用,n,次默認(rèn)構(gòu)造函數(shù),delete,pc;,delete,pc1;,delete,pc2;,return,0;,2024/10/31,19,計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教研室,例,6-16,動(dòng)態(tài)創(chuàng)建對(duì)象舉例,#include,using namespace std;,class Point,public:,Point(),X=Y=0;coutDefault Constructor called.n;,Point(int xx,int yy),X=xx;Y=yy;cout Constructor called.n;,Point()coutDestructor called.n;,int GetX()return X;,int GetY()return Y;,void Move(int x,int y)X=x;Y=y;,private:,int X,Y;,;,2024/10/31,20,計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教研室,int main(),coutStep One:endl;,Point*Ptr1=new Point;,delete Ptr1;,coutStep Two:endl;,Ptr1=new Point(1,2);,delete Ptr1;,return 0;,運(yùn)行結(jié)果：,Step One:,Default Constructor called.,Destructor called.,Step Two:,Constructor called.,Destructor called.,21,例,6-16,動(dòng)態(tài)創(chuàng)建對(duì)象舉例,2024/10/31,21,計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教研室,淺復(fù)制（淺拷貝）,實(shí)現(xiàn)對(duì)象間數(shù)據(jù)元素的一一對(duì)應(yīng)復(fù)制。,深復(fù)制（深拷貝）,當(dāng)被復(fù)制的對(duì)象數(shù)據(jù)成員是指針類型時(shí)，不是復(fù)制該指針成員本身，而是將指針?biāo)傅膶?duì)象進(jìn)行復(fù)制。,淺復(fù)制與深復(fù)制,2024/10/31,22,計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教研室,當(dāng),淺復(fù)制,析構(gòu)時(shí)，如用默認(rèn)的析構(gòu)函數(shù)，則動(dòng)態(tài)分配的,自由存儲(chǔ)區(qū),對(duì)象不能回收。如果在析構(gòu)函數(shù)中有“,delete p;,”,語(yǔ)句，則如果先析構(gòu)函數(shù),obj1,時(shí)，,自由存儲(chǔ)區(qū),對(duì)象已經(jīng)釋放，以后再析構(gòu),obj2,時(shí)出現(xiàn)了二次釋放的問(wèn)題。,自由存儲(chǔ)區(qū),對(duì)象,P,P,自由存儲(chǔ)區(qū),對(duì)象,圖,7.2,深復(fù)制,深復(fù)制：,重新定義復(fù)制的構(gòu)造函數(shù)，給每個(gè)對(duì)象獨(dú)立分配一個(gè),自由存儲(chǔ)區(qū),對(duì)象，稱,深復(fù)制,。,這時(shí)先復(fù)制對(duì)象主體，再為,obj2,分配一個(gè),自由存儲(chǔ)區(qū),對(duì)象，最后用,obj1,的,自由存儲(chǔ)區(qū),對(duì)象復(fù)制,obj2,的,自由存儲(chǔ)區(qū),對(duì)象。,obj1,obj2,淺復(fù)制與深復(fù)制,2024/10/31,24,計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教研室,淺復(fù)制與深復(fù)制,【,例,7.4】,定義復(fù)制構(gòu)造函數(shù),（,copy structor,）和復(fù)制賦值操作符（,copy Assignment Operator,）實(shí)現(xiàn)深復(fù)制。,學(xué)生類定義：,class,student,char,*pName;,/,為了演示深復(fù)制，不用,string,類,public,:,student();,/,默認(rèn)構(gòu)造函數(shù),student(char*pname);,/,帶參數(shù),構(gòu)造函數(shù),student(student,/,復(fù)制構(gòu)造函數(shù),student();,/,析構(gòu)函數(shù),student&,operator,=(student,/,復(fù)制賦值操作符,檢驗(yàn),主函數(shù),和,運(yùn)行結(jié)果,2024/10/31,25,計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教研室,例,7.4,實(shí)現(xiàn)深復(fù)制,默認(rèn)構(gòu)造函數(shù)：,student:student(),coutConstructor;,pName=NULL;,cout,默認(rèn)“,endl;,帶參數(shù),構(gòu)造函數(shù)：,student:student(,char,*pname),coutConstructor;,if,(pName=,new,char,strlen(pname)+1),strcpy(pName,pname);,coutpNameendl;,2024/10/31,26,計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教研室,例,7.4,實(shí)現(xiàn)深復(fù)制,復(fù)制賦值操作符：,student&student:,operator,=(student&s),coutCopy Assign operator;,delete,pName,;/,如原來(lái)已分配，應(yīng)先撤銷(xiāo)，再重分配,if,(s.pName),/,否則會(huì)發(fā)生內(nèi)存泄漏,if,(pName=,new,char,strlen(s.pName)+1),strcpy(pName,s.pName);,else,pName=NULL;,coutpNameendl;,return,*,this,;,2024/10/31,28,計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教研室,例,7.4,實(shí)現(xiàn)深復(fù)制,int,main(,void,),student s1(,范英明,),s2(,沈俊,),s3;,studen