Динамическое распределение памяти с использованием операторов new и delete
Для С++‑программы существует два основных способа хранения информации в основной памяти компьютера. Первый состоит в использовании переменных. Область памяти, предоставляемая переменным, закрепляется за ними во время компиляции и не может быть изменена при выполнении программы. Второй способ заключается в использовании C++‑системы динамического распределения памяти. В этом случае память для данных выделяется по мере необходимости из раздела свободной памяти, который расположен между вашей программой (и ее постоянной областью хранения) и стеком. Этот раздел называется "кучей" (heap). (Расположение программы в памяти схематично показано на рис. 9.2.)
Система динамического распределения памяти – это средство получения программой некоторой области памяти во время ее выполнения.
Динамическое выделение памяти – это получение программой памяти во время ее выполнения. Другими словами, благодаря этой системе программа может создавать переменные во время выполнения, причем в нужном (в зависимости от ситуации) количестве. Эта система динамического распределения памяти особенно ценна для таких структур данных, как связные списки и двоичные деревья, которые изменяют свой размер по мере их использования. Динамическое выделение памяти для тех или иных целей – важная составляющая почти всех реальных программ.
Чтобы удовлетворить запрос на динамическое выделение памяти, используется так называемая "куча" . Нетрудно предположить, что в некоторых чрезвычайных ситуациях свободная память "кучи" может исчерпаться. Следовательно, несмотря на то, что динамическое распределение памяти (по сравнению с фиксированным) обеспечивает большую гибкость, но и в этом случае оно имеет свои пределы.
|
|
|
Оператор new позволяет динамически выделить область памяти.
Язык C++ содержит два оператора, new и delete , которые выполняют функции по выделению и освобождению памяти. Приводим их общий формат.
Оператор delete освобождает ранее выделенную динамическую память.
Здесь элемент переменная‑указатель представляет собой указатель на значение, тип которого задан элементом тип_переменной . Оператор new выделяет область памяти, достаточную для хранения значения заданного типа, и возвращает указатель на эту область памяти. С помощью оператора new можно выделить память для значений любого допустимого типа. Оператор delete освобождает область памяти, адресуемую заданным указателем. После освобождения эта память может быть снова выделена в других целях при последующем new ‑запросе на выделение памяти.
Поскольку объем "кучи" конечен, она может когда‑нибудь исчерпаться. Если для удовлетворения очередного запроса на выделение памяти не существует достаточно свободной памяти, оператор new потерпит фиаско, и будет сгенерировано исключение. Исключение – это ошибка специального типа, которая возникает во время выполнения программы (в C++ предусмотрена целая подсистема, предназначенная для обработки таких ошибок). (Исключения описаны в главе 17.) В общем случае ваша программа должна обработать подобное исключение и по возможности выполнить действие, соответствующее конкретной ситуации. Если это исключение не будет обработано вашей программой, ее выполнение будет прекращено.
|
|
|
Такое поведение оператора new в случае невозможности удовлетворить запрос на выделение памяти определено стандартом C++. На такую реализацию настроены также все современные компиляторы, включая последние версии Visual C++ и C++ Builder . Однако дело в том, что некоторые более ранние компиляторы обрабатывают new ‑инструкции по‑другому. Сразу после изобретения языка C++ оператор new при неудачном выполнении возвращал нулевой указатель. Позже его реализация была изменена так, чтобы в случае неудачи генерировалось исключение, как было описано выше. Поскольку в этой книге мы придерживаемся стандарта C++, то во всех представленных здесь примерах предполагается именно генерирование исключения. Если же вы используете более старый компилятор, обратитесь к прилагаемой к нему документации и уточните, как реализован оператор new (при необходимости внесите в примеры соответствующие изменения).
|
|
|
Поскольку исключения рассматриваются ниже в этой книге (после темы классов и объектов), мы не будем пока отвлекаться на обработку исключений, генерируемых в случае неудачного выполнения оператора new . Кроме того, ни один из примеров в этой и последующих главах не должен вызвать неудачного выполнения оператора new , поскольку в этих программах запрашивается лишь несколько байтов. Но если такая ситуация все же возникнет, то в худшем случае это приведет к завершению программы. В главе 17, посвященной обработке исключений, вы узнаете, как обработать исключение, сгенерированное оператором new .
Рассмотрим пример программы, которая иллюстрирует использование операторов new и delete .
Эта программа присваивает указателю р адрес (взятой из "кучи" ) области памяти, которая будет иметь размер, достаточный для хранения целочисленного значения. Затем в эту область памяти помещается число 20 , после чего на экране отображается ее содержимое. Наконец, динамически выделенная память освобождается.
|
|
|
Благодаря такому способу организации динамического выделения памяти оператор delete необходимо использовать только с тем указателем на память, который был возвращен в результате new ‑запроса на выделение памяти. Использование оператора delete с другим типом адреса может вызвать серьезные проблемы.
Дата добавления: 2018-09-22; просмотров: 383; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!