cpp自学 day10 （程序内存模型-new操作符）

new操作符

用new操作符在堆区开辟数据，该数据由程序员手动开辟，手动释放（释放操作符delete）

基本语法：举例

new操作符的基本用法

new 数据类型

int * func()
{
    // 在堆区创建整型数据
    // new返回的是该数据类型的指针
    int * p = new int(10);
    return p;
}

void test01()
{
    int * p = func();
    cout << *p << endl;
}

利用new创建的数据，会返回该数据对应类型的指针.

delete p ; //释放堆区数据

在堆区利用new操作符开辟一个整型数组 

void test02()
{
    // 创建10整型数据的数组，在堆区
    int * arr = new int[10]; // 10代表数组有10个元素

    for (int i = 0; i < 10; i++)
    {
        arr[i] = i + 100; // 给10个元素赋值 100 ~ 109
    }

    for (int i = 0; i < 10; i++)
    {
        cout << arr[i] << endl;
    }
}

int * arr = new int[10];

• 功能：在堆区动态分配一个包含10个整型元素的数组。

• 关键点：

  • new int[10]：分配一个包含10个int类型元素的数组。

  • int * arr：arr是一个指向int类型的指针，用于存储数组的首地址

释放堆区数组

// 释放堆区数组
// 释放数组的时候 要加 [] 才可以
delete[] arr;

AI版笔记-new操作符

1. 核心作用

• 堆内存动态分配：new 在堆区动态分配内存（需手动管理生命周期）。

• 返回指针：返回对应数据类型的指针，通过指针操作内存。

• 适用场景：数据较大、需跨函数生命周期存在时使用。

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2. 基本语法

2.1 创建单个对象

数据类型* 指针名 = new 数据类型(初始化值);

• 示例：

  int* p = new int(10);  // 分配一个int，初始化为10
  char* c = new char('A');  // 分配一个char，初始化为'A'

2.2 创建数组

数据类型* 指针名 = new 数据类型[数组长度];

• 示例：

  int* arr = new int[10];  // 分配10个int的数组（未初始化）
  // C++11 支持初始化列表：
  int* arr2 = new int[5]{1,2,3,4,5};  // 分配并初始化

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3. 内存释放

3.1 释放单个对象

delete 指针名;

• 示例：

  delete p;  // 释放单个int

3.2 释放数组

delete[] 指针名;

• 示例：

  delete[] arr;  // 释放数组

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4. 完整代码示例

4.1 单个对象操作

#include <iostream>
using namespace std;

int* createInt() {
    int* p = new int(42);  // 堆区分配int
    return p;
}

void demoSingle() {
    int* ptr = createInt();
    cout << *ptr << endl;  // 输出: 42
    delete ptr;            // 必须手动释放
}

4.2 数组操作

void demoArray() {
    int* arr = new int[5]{10,20,30};  // 前3个元素初始化，其余为0
    
    for (int i=0; i<5; i++) {
        arr[i] += i;  // 修改数组值
    }
    
    delete[] arr;  // 正确释放数组
}

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5. 注意事项

1. 内存泄漏
   忘记 delete 会导致内存泄漏。确保每次 new 都有对应的释放操作。

2. 数组释放语法
   必须使用 delete[] 释放数组，否则行为未定义（可能只释放第一个元素）。

3. 初始化差异

   • 单个对象：可通过 new int(值) 直接初始化。

   • 数组：C++11 支持 new int[n]{...}，未初始化的元素默认为0。

4. 异常处理
   new 可能因内存不足抛出 std::bad_alloc 异常。可用 nothrow 版避免异常：

   int* p = new (nothrow) int(10);  // 失败时返回nullptr
   if (!p) { /* 处理错误 */ }

5. 与 malloc 区别

   • new 调用构造函数，malloc 不调用。

   • new 是运算符，malloc 是库函数。

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6. 堆区 vs 栈区

特性	堆区 (Heap)	栈区 (Stack)
生命周期	手动控制 (new/delete)	自动管理（作用域结束释放）
分配速度	较慢（需查找可用内存）	极快（指针简单移动）
空间大小	受系统内存限制	较小（默认约1-8MB）
碎片化风险	高（频繁分配释放）	无

其他问题

代码	用途	注意事项
#include <iostream>	启用输入输出功能（如cout/cin）	必须包含，否则无法使用IO操作
using namespace std;	简化代码（省去std::前缀）	避免在大型项目/头文件中使用