在C++中,用“new”自定义动态数组

本文深入探讨了C++中使用new关键字动态开辟数组空间的方法,包括一维与二维动态数组的创建与释放,以及new运算符的底层机制。通过实例代码,详细讲解了如何避免常见错误,实现内存的有效管理和利用。

概述:

  1. 本文主要讲述了C++中的关键词“new”,在开辟动态数组空间时的使用方式。
  2. 仅仅讲述new的语法使用规则,不讲述其底层的实现机制。
  3. 仔细阅读本篇文章,你将会了解如何用“new”关键词,动态地开辟数组空间,实现动态数组。
  4. C语言中的动态数组,请参考这篇:https://blog.youkuaiyun.com/ComputerGeekHack/article/details/102999204

 

new的简要说明

new是C++程序设计语言中的一种语言结构,用于动态分配内存、并用构造函数初始化分配的内存。

new的使用称为“new运算符表达式”,其内部实现分为两步:

  1. 调用相应的operator new()函数,动态分配内存。如果operator new()不能成功获得内存,则调用new_handler函数。如果没有设置new_handler函数或者new_handler未能分配足够内存,则抛出std::bad_alloc异常。“new运算符表达式”所调用的operator new()函数,按照C++的名字查找规则,首先做依赖于实参的名字查找(即ADL规则),在要申请内存的数据类型T的内部、数据类型T定义处的名字空间查找;如果没有查找到,则直接调用全局的::operator new()函数。
  2. 在分配到的动态内存块上初始化相应类型的对象并返回其首地址。如果调用构造函数初始化对象时抛出异常,则自动调用operator delete()函数释放已经分配到的内存。

每个new获取的对象,必须用delete析构并释放内存,以免内存泄漏

new运算符表达式是C++的一种语言结构,不可重载。但用户可重载operator new()函数。

摘抄自维基百科:https://zh.wikipedia.org/wiki/New_(C%2B%2B) 【访问该网址,学习new的更多语法特性,需要科学上网】

 


new用法的初步印象

开辟空间:
对于一个数:
		类型* 名字 = new 类型; //申请的该段内存没有进行任何操作;
		类型* 名字 = new 类型(); //将该段内存初始化为0;
  		类型* 名字 = new 类型(初始化值); //将该段内存初始化为一个确定的值;
	
对于一个数组:
		类型* 名字 = new 类型[数组大小];
		类型* 名字 = new 类型[数组大小](初始化值); //该数组的所有元素都赋值为一个确定的值;
		类型* 名字 = new 类型[数组大小]();  //该数组的所有元素都赋值为0;

释放空间:
	delete 名字; //一个数;
	delete[] 名字; //一个数组;

 


一维动态数组

#include <iostream>

using namespace std;

int main()
{
	int n = 10; //动态一维数组长度
	int* a = new int[n]; //申请一维动态数组的空间
	int i; //循坏变量

	for (i = 0; i < n; i++)
	{
		a[i] = i;
	}

	for (i = 0; i < n; i++)
	{
		cout << a[i] << "  ";
	}

	delete[] a; //释放一维数组的空间

	return 0;
}

 


二维动态数组

错误的二维动态数组申请

void test01()
{
       int size = 50, Column = 50;
       //从定义一维动态数组中,引申二维动态数组的申请;
       int(*p)[Column] = new int[size][Column]; //编译出错!!!
}

这样的语句,编译器通不过,为什么呢?

首先 new int[size][Column] 就是动态生成时确定的,所以它没有错

那么就是 int(*p)[Column],这句有问题了,这句为什么不对呢, 那是因为,这是一个定义语句,而定义语句先经过编译器进行编译,当编译器运行到此处时,发现Column 不是常数,因此不能通过编译。 而之所以编译器认为Column 不是常数,是因为编译阶段,编译器起的作用是查语法错误,和预分配空间,它并不执行程序,因此,没有执行那个赋值语句(只是对这个语句检查错误,和分配空间),因此编译阶段,它将认为column 是个变量。所以上面的二维数组定义是错误的, 它不能通过编译。

如果改成这样:

void test02()
{
       int size = 50;
       int(*p)[50] = new int[size][50];
}

便正确了。由此可见,这种动态分配数组,仅对一维数组空间是真正动态分配的。

 

实现二维动态数组

//实现二维动态数组
#include <iostream>
using namespace std;

int main()
{
	int row = 2; //行,x正方形
	int column = 3; //列,y负方向
	/*
	2行3列为:
	第一行第一列	第一行第二列
	第二行第一列	第二行第二列
	*/
	int i, j; //循环变量

	int** aa = new int* [row]; //申请row个行指针

	for (i = 0; i < row; i++)
	{
		aa[i] = new int[column]; //每个行指针有column个容量
		for (j = 0; j < column; j++)
		{
			aa[i][j] = i * j;
		}
	}

	for (i = 0; i < row; i++)
	{
		for (j = 0; j < column; j++)
		{
			printf("%d ", aa[i][j]);
		}
		printf("\n");
	}

	for (i = 0; i < row; i++)
	{
		delete[] aa[i];
	}
	delete[] aa;

	return 0;
}

 

 

 

<think>好的,用户想在C++中定义bool类型的动态数组。我需要先回忆相关知识,然后结合用户提供的引用内容来组织回答。首先,动态数组C++中通常使用new和delete或者智能指针来管理内存。不过,标准库中的vector容器更方便,可以自动管理内存,用户可能更倾向于使用vector<bool>。用户提供的引用3提到,静态数组长度固定,而动态数组可以通过自定义Array类实现,但更常见的做法是使用vector。引用2展示了bool数组的初始化和使用,包括静态数组的例子,但用户需要的是动态的。可能的步骤包括: 1.使用vector<bool>,这是最直接的方法。2.使用new和delete手动分配内存,但需要注意内存管理。 3.使用智能指针如unique_ptr来管理动态数组,避免内存泄漏。 需要指出vector<bool>的特殊性,它可能被优化为位存储,每个元素只占一个bit,这可能导致一些限制,比如不能取地址。这时候可以用vector<char>替代,但用户的问题明确要求bool类型,所以需要说明这一点。 另外,初始化方法、访问元素、遍历等操作需要举例说明,参考引用2中的示例,但改为动态数组的情况。还要考虑C++11及以后的标准,是否支持初始化列表,或者更现代的方法。比如使用初始化列表初始化vector,或者使用循环赋值。 最后,可能需要比较不同方法的优缺点,帮助用户选择合适的方式。</think>在C++中定义bool类型的动态数组可以通过以下三种方法实现: ### 方法1:使用`std::vector<bool>` 这是最推荐的标准库方法,支持动态扩容和自动内存管理: ```cpp #include <vector> std::vector<bool> dynamicBoolArray; // 初始化方式 dynamicBoolArray = {true, false, true}; // C++11起支持列表初始化 dynamicBoolArray.push_back(false); // 动态添加元素 // 访问元素 bool firstElement = dynamicBoolArray[0]; dynamicBoolArray[1] = true; ``` *注意:`vector<bool>`有特殊存储优化(每个元素占1bit)[^2],如需获取元素地址应改用`vector<char>`* ### 方法2:使用`new/delete`手动管理 传统C++动态内存管理方式: ```cpp int size = 5; bool* boolArray = new bool[size]{true, false}; // C++11起支持初始化 // 修改元素 boolArray[2] = true; // 释放内存 delete[] boolArray; ``` *需注意:必须成对使用`new[]/delete[]`,否则会造成内存泄漏[^3]* ### 方法3:智能指针管理(C++11+) 更安全的动态数组管理方式: ```cpp #include <memory> auto smartBoolArray = std::make_unique<bool[]>(10); // 初始化元素 for(int i=0; i<10; ++i){ smartBoolArray[i] = (i%2 == 0); } ``` *优势:自动内存释放,避免忘记调用`delete[]`[^3]* ### 性能对比表 | 方法 | 扩容成本 | 内存连续性 | 访问速度 | 线程安全 | |--------------|----------|------------|----------|----------| | vector<bool> | 高 | 连续 | 较快 | 安全 | | new[] | 不可扩容 | 连续 | 最快 | 不安全 | | unique_ptr | 不可扩容 | 连续 | 快 | 较安全 |
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