C++使用动态内存分配的原因解说

2024-04-02 19:55

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上节我们讲了C++程序的内存分布。C++程序的内存分布
本节来介绍为什么要进行内存分配。

按需分配，根据需要分配内存，不浪费。
内存拷贝函数void* memcpy(void* dest, const void* class="lazy" data-src, size_t n);
从源class="lazy" data-src中拷贝n字节的内存到dest中。需要包含头文件#include <string.h>


#include <stdio.h>  
#include <string.h>

using namespace std;

int main() {
    int a[10] = { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 };

    int* b;
    b = new int[15];

    //从a拷贝10 * 4字节的内存到b
    memcpy_s(b, sizeof(int) * 10, a, sizeof(int) * 10);

    //进行赋值
    for(int i = sizeof(a) / sizeof(a[0]); i < 15; i++){
        *(b + i) = 15;
    }
    
    for (int i = 0; i < 15; i++) {
        printf("%d ", b[i]);
    }


    return 0;
}

输出结果:

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 15 15 15 15 15

在这里插入图片描述

被调用函数之外需要使用被调用函数内部的指针对应的地址空间


#include <stdio.h>  
#include <stdlib.h>  
#include <string.h>

using namespace std;

//定义一个指针函数
void* test() {
    void* a;
    //分配100*4个字节给a指针
    //mallocC语言的动态分配函数
    a = malloc(sizeof(int) * 100);
    if (!a) {
        printf("内存分配失败！");
        return NULL;
    }

    for (int i = 0; i < 100; i++)
    {
        *((int*)a + i) = i;
    }

    return a;
}

int main() {
    //test()返回void*的内存，需要强转换
    int* a = (int*)test();

    //打印前20个
    for (int i = 0; i < 20; i++) {
        printf("%d ", a[i]);
    }

    //C语言的释放内存方法
  free(a);

    return 0;
}

输出结果:

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19

此处在main函数中使用了在test()函数中分配的动态内存重点地址。

也可以通过二级指针来保存，内存空间:


#include <stdio.h>  
#include <stdlib.h>  
#include <string.h>

using namespace std;

//定义一个指针函数
void test(int **a) {

    *a = (int*)malloc(sizeof(int) * 100);
    if (!*a) {
        printf("内存分配失败！");
        exit(0);
    }

    for (int i = 0; i < 100; i++)
    {
        *(*a + i) = i;
    }
}

int main() {
    //test()返回void*的内存，需要强转换
    int* a;
    test(&a);

    //打印前20个
    for (int i = 0; i < 20; i++) {
        printf("%d ", a[i]);
    }

    free(a);

    return 0;
}

突破栈区的限制，可以给程序分配更多的空间。
栈区的大小有限，在Windows系统下，栈区的大小一般为1~2Mb


#include <stdio.h>  
#include <stdlib.h>  
#include <string.h>

using namespace std;

void test() {
    //分配一个特别大的数组
    int a[102400 * 3];// 100k * 3 * 4 = 1200K
    a[0] = 0;
}

int main() {
    test();

    return 0;
}

点运行会出现Stack overflow的提示(栈区溢出!)。
修改:


#include <stdio.h>  
#include <stdlib.h>  
#include <string.h>

using namespace std;

void test() {
    //在堆中分配一个特别大的数组1G
    //在Windows 10 系统限制的堆为2G
    int* a = (int*)malloc(1024 * 1000 * 1000 * 1); //1G
    a[0] = 0;
}

int main() {
    test();

    return 0;
}

成功运行!但是当分配两个G的动态内存时，就会报错，这个时候分配失败，a = NULL;