C++一分钟之-动态内存管理：new与delete

C++一分钟之-动态内存管理：new与delete

在C++编程中，动态内存管理是一项核心技能。本文将深入浅出地讲解new与delete操作符的使用方法，剖析常见问题与易错点，并通过实例代码展示如何避免这些陷阱。

动态内存分配基础

new操作符

• 基本用法：new用于在堆上分配内存，返回所分配内存的首地址。例如，
  int *p = new int;
  分配一个整型大小的内存，并将地址赋给指针p。

• 初始化分配：new还可以直接初始化分配的内存，如
  int *p = new int(10);
  初始化为10。

• 数组分配：分配数组时使用new[]，如
  int *arr = new int[5];
  分配一个包含5个整数的数组。

delete操作符

• 释放单个对象：delete p;
  释放由p指向的内存。

• 释放数组：释放数组时必须使用delete[]，如
  delete[] arr;
  ，否则会导致未定义行为。

常见问题与易错点

1. 内存泄漏

问题描述：分配的内存没有被及时释放。

示例：

void function() {
    int *ptr = new int;
    // ...操作ptr
    // 忘记释放ptr指向的内存
}

避免方法：确保每一块new分配的内存都有对应的delete，使用智能指针可以自动管理内存。

2. 悬挂指针

问题描述：指向已释放内存的指针。

示例：

int *ptr = new int;
delete ptr;
// ptr现在是一个悬挂指针，如果再次使用可能导致未定义行为
cout << *ptr;

避免方法：释放内存后立即将指针置为nullptr，如
delete ptr; ptr = nullptr;

3. 误用delete与delete[]

问题描述：使用delete释放数组内存或使用delete[]释放单个对象的内存。

示例：

int *arr = new int[5];
delete arr; // 错误，应使用delete[]

避免方法：严格区分对象和数组的释放方式，遵循分配与释放匹配的原则。

4. 重复释放内存

问题描述：对同一块内存多次执行delete或delete[]操作。

示例：

int *ptr = new int;
delete ptr;
delete ptr; // 重复释放，错误

避免方法：释放后立即将指针置为nullptr，或者使用智能指针避免手动管理内存。

实践代码示例

下面的代码演示了如何正确使用new与delete，并利用智能指针避免内存管理错误：

#include <iostream>
#include <memory>
void properMemoryManagement() {
    // 使用unique_ptr自动管理单个对象的内存
    std::unique_ptr<int> ptr(new int(10));
    std::cout << *ptr << std::endl;
    // 使用unique_ptr管理数组
    std::unique_ptr<int[]> arr(new int[5]{1, 2, 3, 4, 5});
    for(int i = 0; i < 5; ++i) {
        std::cout << arr[i] << " ";
    }
    std::cout << std::endl;
    // 不需要手动调用delete，智能指针自动处理
}
int main() {
    properMemoryManagement();
    return 0;
}

通过上述内容，我们不仅学习了new与delete的基本用法，还深入探讨了动态内存管理中常见的问题与解决方案。掌握这些原则，结合实践中的不断应用，你将能够在C++编程中更加游刃有余地控制内存，编写出既高效又健壮的代码。