C++动态分配内存（new和delete）、引用

C++动态分配内存

C++的内存分为两个部分：

• 栈：在函数内部声明的所有变量都将占用栈内存。
• 堆：这是程序中未使用的内存，在程序运行时可用于动态分配内存。
  很多时候，无法提前预知需要多少内存来存储某个定义变量中的特定信息，所需内存的大小需要在运行时才能确定。
  在 C++ 中，可以使用特殊的运算符为给定类型的变量在运行时分配堆内的内存，这会返回所分配的空间地址。这种运算符即 new 运算符。
  不再需要动态分配的内存空间时，可以使用 delete 运算符，删除之前由 new 运算符分配的内存。

new运算符

使用new运算符来为任意的数据类型动态分布动态内存的通用语句：

new date-type;

在这里，data-type 可以是包括数组在内的任意内置的数据类型，也可以是包括类或结构在内的用户自定义的任何数据类型。让我们先来看下内置的数据类型。例如，我们可以定义一个指向 double 类型的指针，然后请求内存，该内存在执行时被分配。我们可以按照下面的语句使用 new 运算符来完成这点：

double* pvalue  = NULL; // 初始化为 null 的指针
pvalue  = new double;   // 为变量请求内存

如果自由存储区已被用完，可能无法成功分配内存。所以建议检查 new 运算符是否返回 NULL 指针，并采取以下适当的操作：

double* pvalue  = NULL;
if( !(pvalue  = new double ))
{
     
   cout << "Error: out of memory." <<endl;
   exit(1);
 
}

实例：

#include 
using namespace std;

int main()
{
     
    int* pi = new int(10);
    cout << *pi << endl;	//输出：10
    delete pi;
    return 0;
} 

数组的动态内存分配

一维数组：

#include 
using namespace std;

int main()
{
     
    int n;
    cin >> n;
    double* pd = new double[n];
    int i;
    for (i = 0; i < n; i++)
    {
     
        cin >> *(pd + i);
        cout << *(pd + i) << " ";
    }
    delete []pd;
    return 0;
} 

二维数组：

int **array
// 假定数组第一维长度为 m， 第二维长度为 n
// 动态分配空间
array = new int *[m];
for( int i=0; i<m; i++ )
{
     
    array[i] = new int [n]  ;
}
//释放
for( int i=0; i<m; i++ )
{
     
    delete [] arrary[i];
}
delete [] array;

引用

引用

引用变量是一个别名，也就是说，它是某个已存在变量的另一个名字。一旦把引用初始化为某个变量，就可以使用该引用名称或变量名称来指向变量。

引用 vs 指针

引用很容易与指针混淆，它们之间有三个主要的不同：

• 不存在空引用。引用必须连接到一块合法的内存。
• 一旦引用被初始化为一个对象，就不能被指向到另一个对象。指针可以在任何时候指向到另一个对象。
• 引用必须在创建时被初始化。指针可以在任何时间被初始化。

例：

int i = 17;
int&  r = i;
double& s = d;

把引用作为参数

即引用调用，该方法把参数的引用复制给形式参数。在函数内，该引用用于访问调用中要用到的实际参数。这意味着，修改形式参数会影响实际参数。
一般用法为：

date-type name(int &a,int &b)
{
     
、、、
}

为了区分传引用参数和传值参数，在函数声明和函数定义头中，要在类型名称末尾附加符号&

把引用作为返回值

通过使用引用来替代指针，会使 C++ 程序更容易阅读和维护。C++ 函数可以返回一个引用，方式与返回一个指针类似。

当函数返回一个引用时，则返回一个指向返回值的隐式指针。这样，函数就可以放在赋值语句的左边。例如：

#include 
using namespace std;

int a[5] = {
      0,1,2,3,4, };

int& b(int i)
{
     
    return a[i];
}
int main()
{
     
    cout << "改变前的值：" << endl;
    for (int i = 0; i < 5; i++)
    {
     
        cout << a[i] << " ";
    }   //输出：0 1 2 3 4

    b(1) = 99;
    cout << "\n";

    cout << "改变后的值：" << endl;
    for (int i = 0; i < 5; i++)
    {
     
        cout << a[i] << " ";
    }   //输出：0 99 2 3 4
    return 0;
}

const在引用中的应用

实例：

#include 
using namespace std;

int main()
{
     
    int b = 10;
    //int& rb = 20;   //此语句错误，非常引用的初始值必须是变量
    const int& rb = 20; //常引用，初始值可以为常量
    return 0;
}