第七章-动态内存分配--C++程序设计-计算机等级考试教学课件

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1、*,计算机基础教研室,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,第七章 动态内存分配,主讲人：,XXX,电子邮件：,联系电话：,2024/10/31,1,动态内存分配,本章首先介绍程序运行时,动态内存分配,（,dynamic memory allocation,）的概念与方法；再进一步讨论复制构造函数,.,7.1.1,自由存储区,内存,的分配与释放,7.1.2,自由存储区,对象,与构造函数,7.1.3,浅复制与深复制,2024/10/31,2,计算机基础教研室,自由存储区内存分配,静态存储分配：,无论全局或局部变量,(,对象,),，编译器在,编译时

2、,都可以根据该变量,(,对象,),的类型知道所需内存空间的大小，从而系统在适当的时候为它们分配确定的存储空间。尤其是数组。,动态存储分配：,有些操作对象只有在程序,运行时,才能确定，这样编译器在编译时就无法为他们预定存储空间，只能在程序运行时，系统根据运行时的要求进行内存分配，称为动态存储分配。动态分配都在,自由存储区,中进行。,2024/10/31,3,计算机基础教研室,自由存储区,内存的分配与释放,当程序运行到需要动态分配变量或对象时，必须向系统,申请取得自由存储区,中的一块所需大小的存贮空间，用于存贮该变量或对象。当不再使用该变量或对象时，也就是它的生命结束时，要,显式释放,它所占用的存

3、贮空间，这样系统就能进行再次分配，做到重复使用有限的资源。,动态分配与释放：,2024/10/31,4,计算机基础教研室,一般定义变量和对象时要用标识符命名，称,命名对象,，而动态的称,无名对象,(,请注意与栈区中的临时对象的区别，两者完全不同：生命期不同，操作方法不同，临时变量对程序员是透明的,),。,自由存储区,是不会自动在分配时做初始化的（包括清零），所以必须用初始化式,(initializer),来显式初始化。,无名对象：,自由存储区,内存的分配与释放,2024/10/31,6,计算机基础教研室,new,表达式的操作：,从自由存储区分配对象，然后用括号中的值初始化该对象,。,分配对象时

4、，,new,表达式调用库操作符,new,(),：,int,*pi=,new,int,(0);,pi,现在所指向的变量的存储空间是由库操作符,new,(),分配的，位于程序的自由存储区中，并且该对象未命名。,自由存储区,内存的分配与释放,2024/10/31,7,计算机基础教研室,自由存储区,i,演示：,用初始化式,(initializer),来显式初始化,int,*pi=,new,int,(0);,当,pi,生命周期结束时，,必须释放,pi,所指向的目标：,delete,pi;,注意这时释放了,pi,所指的目标的内存空间，也就是撤销了该目标，称动态内存释放（,dynamic memory de

5、allocation,），但,指针,pi,本身并没有撤销,，该指针所占内存空间并未释放。,自由存储区,内存的分配与释放,2024/10/31,8,计算机基础教研室,动态分配数组与,标准字符串类,：,标准字符串类,string,就是采用动态建立数组的方式解决数组溢出的问题的，例,7.1,所做的动态内存分配与释放，在,string,类对象中都是自动完成的，在程序中不需要也不允许再显式地为,string,进行动态内存的分配与释放。,【,例,7.1】,动态数组的建立与撤销,自由存储区,内存的分配与释放,2024/10/31,10,计算机基础教研室,【,例,7.1,】,动态数组的建立与撤销,#inclu

6、de,#include,using namespace,std,；,int,main(),int,n;,char,*pc;,cout,请输入动态数组的元素个数,n;,/,在运行时确定，可输入,25,pc=,new char,n;,strcpy(pc,自由存储区内存的动态分配,);,coutpcendl;,delete,pc;,/,释放,pc,所指向的,n,个字符的内存空间,return,0;,2024/10/31,11,计算机基础教研室,1.,动态分配失败,。返回一个空指针（,NULL,），表示发生了异常，堆资源不足，分配失败。,2.,指针删除与自由存储区空间释放,。删除一个指针,p,（,de

7、lete,p;,）实际意思是删除了,p,所指的目标（变量或对象等），释放了它所占的自由存储区空间，而不是删除本身，释放自由存储区空间后，成了空悬指针。空悬指针是程序错误的一个根源）。建议这时将置空（,NULL,）。,自由存储区,内存的分配与释放,指针使用的要点：,2024/10/31,13,计算机基础教研室,5,内存泄漏（,memory leak,）和重复释放,。,new,与,delete,是配对使用的，,delete,只能释放,自由存储区,空间。如果,new,返回的指针值丢失，则所分配的,自由存储区,空间无法回收，称内存泄漏，同一空间重复释放也是危险的，因为,该空间可能已另分配,，所以必须妥

8、善保存,new,返回的指针，以保证不发生内存泄漏，也必须保证不会重复释放,自由存储区,内存空间。,自由存储区,内存的分配与释放,指针使用的要点：,2024/10/31,15,计算机基础教研室,自由存储区,对象与构造函数,类对象动态建立与删除过程：,通过,new,建立的对象要调用构造函数，通过,delete,删除对象也要调用析构函数。,CGoods*pc;,pc=new CGoods;,/,分配自由存储区空间，并构造一个无名的,CGoods,对象；,.,delete pc;,/,先析构，然后将内存空间返回给自由存储区；,自由存储区,对象的生命期并不依赖于建立它的作用域，所以除非程序结束，,自由存

9、储区,对象（无名对象）的生命期不会到期，并且需要显式地用,delete,语句析构该类对象，上例执行,delete,语句时，,C+,自动调用商品类的析构函数。,2024/10/31,16,计算机基础教研室,类说明：,class,CGoods,string Name;,int,Amount;,float,Price;,float,Total_value;,public:,CGoods()cout,调用默认构造函数,endl;,CGoods(string name,int,amount,float,price),cout,调用三参数构造函数,endl;,Name=name;Amount=amount

10、;,Price=price;Total_value=price*amount;,CGoods()cout,调用析构函数,endl;,;,【,例,7.3】,演示自由存储区对象分配和释放。,2024/10/31,18,计算机基础教研室,使用：,int,main(),int,n;,CGoods*pc,*pc1,*pc2;,pc=,new,CGoods(,“,夏利,2000,”,，,10,，,118000);,/,调用三参数构造函数,pc1=,new,CGoods();,/,调用默认构造函数,cout,输入商品类数组元素数,n;,pc2=,new,CGoodsn;,/,动态建立数组，不能初始化，调用,

11、n,次默认构造函数,delete,pc;,delete,pc1;,delete,pc2;,return,0;,2024/10/31,19,计算机基础教研室,例,6-16,动态创建对象举例,#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

12、;,int GetY()return Y;,void Move(int x,int y)X=x;Y=y;,private:,int X,Y;,;,2024/10/31,20,计算机基础教研室,int main(),coutStep One:endl;,Point*Ptr1=new Point;,delete Ptr1;,coutStep Two:endl;,Ptr1=new Point(1,2);,delete Ptr1;,return 0;,运行结果：,Step One:,Default Constructor called.,Destructor called.,Step Two:,Con

13、structor called.,Destructor called.,21,例,6-16,动态创建对象举例,2024/10/31,21,计算机基础教研室,浅复制（浅拷贝）,实现对象间数据元素的一一对应复制。,深复制（深拷贝）,当被复制的对象数据成员是指针类型时，不是复制该指针成员本身，而是将指针所指的对象进行复制。,浅复制与深复制,2024/10/31,22,计算机基础教研室,当,浅复制,析构时，如用默认的析构函数，则动态分配的,自由存储区,对象不能回收。如果在析构函数中有“,delete p;,”,语句，则如果先析构函数,obj1,时，,自由存储区,对象已经释放，以后再析构,obj2,时出

14、现了二次释放的问题。,自由存储区,对象,P,P,自由存储区,对象,图,7.2,深复制,深复制：,重新定义复制的构造函数，给每个对象独立分配一个,自由存储区,对象，称,深复制,。,这时先复制对象主体，再为,obj2,分配一个,自由存储区,对象，最后用,obj1,的,自由存储区,对象复制,obj2,的,自由存储区,对象。,obj1,obj2,浅复制与深复制,2024/10/31,24,计算机基础教研室,浅复制与深复制,【,例,7.4】,定义复制构造函数,（,copy structor,）和复制赋值操作符（,copy Assignment Operator,）实现深复制。,学生类定义：,class,

15、student,char,*pName;,/,为了演示深复制，不用,string,类,public,:,student();,/,默认构造函数,student(char*pname);,/,带参数,构造函数,student(student,/,复制构造函数,student();,/,析构函数,student&,operator,=(student,/,复制赋值操作符,检验,主函数,和,运行结果,2024/10/31,25,计算机基础教研室,例,7.4,实现深复制,默认构造函数：,student:student(),coutConstructor;,pName=NULL;,cout,默认“,en

16、dl;,带参数,构造函数：,student:student(,char,*pname),coutConstructor;,if,(pName=,new,char,strlen(pname)+1),strcpy(pName,pname);,coutpNameendl;,2024/10/31,26,计算机基础教研室,例,7.4,实现深复制,复制赋值操作符：,student&student:,operator,=(student&s),coutCopy Assign operator;,delete,pName,;/,如原来已分配，应先撤销，再重分配,if,(s.pName),/,否则会发生内存泄漏,if,(pName=,new,char,strlen(s.pName)+1),strcpy(pName,s.pName);,else,pName=NULL;,coutpNameendl;,return,*,this,;,2024/10/31,28,计算机基础教研室,例,7.4,实现深复制,int,main(,void,),student s1(,范英明,),s2(,沈俊,),s3;,studen