掌握C/C++内存管理与流操作技巧

背景简介

• 本章内容主要围绕C和C++中的内存管理及流操作技术，涵盖了从基础到进阶的知识点。

如何在C和C++中打印指针地址？

使用cout和printf打印指针地址

• 在C++中，我们可以利用 cout 配合类型转换 (void*) 来打印指针的地址。
• 使用 printf 函数的 %p 格式化占位符同样可以实现此功能。

char* amount = "dozen";
cout << (void*) amount; // prints the address of pointer
printf("%p", (void*) amount);

格式化输出

• 格式化输出是输出的关键，了解控制输出格式的常见操作符非常重要。这包括数制操作符（如 hex ， oct ， dec ）和字段宽度控制（如 width ， fill ， precision ）。
• 为了更好地掌握格式化输出，建议包含头文件 <iomanip> 。

#include <iomanip>
// ...
cout << std::hex << amount << std::endl; // print amount in hexadecimal

cout的其他用法

• << 运算符在C++中被重载为输出操作符，属于 ostream 类。
• cout<<flush 用于强制刷新输出缓冲区。
• cout.write 能够输出字符串，即使达到字符串末尾。

char str[] = "Hello, World!";
cout.write(str, 5); // 输出Hello

文件操作

文件读写

• 使用 ifstream 、 ofstream 或 fstream 对象进行文件操作，与标准输入输出流 cin 和 cout 类似。
• 示例代码展示了如何打开、读取和关闭文件。

std::fstream ifs;
ifs.open("test.txt", ios_base::in | ios_base::binary);
if (!ifs.is_open())
    exit(1);
char c = ifs.get();
// ...
ifs.close();

内存管理

内存可用性与管理

• C++程序运行时，操作系统为程序分配内存，包括代码段、数据段、堆和栈。
• 程序员需要注意栈溢出和堆内存的动态分配与回收。

手动内存管理

• new 和 delete 是手动内存管理的关键操作符，需要谨慎使用。
• 避免内存泄漏和重复释放同一块内存。

int* x = new int[10];
// ...
delete[] x; // Free up memory allocated by new

资源管理

• 确保在不再需要时释放资源，比如使用智能指针来自动管理内存。
• 示例代码说明了如何忘记调用清除函数导致的潜在问题。

void x() {
    IntList1 my_list;
    // ...
} // my_list goes out of scope, destructor should be called

总结与启发

• 掌握C/C++中的内存管理和流操作对于编写高效、稳定的程序至关重要。
• 通过本文的介绍，我们了解了如何打印指针地址，进行格式化输出，并进行文件读写操作。
• 内存管理部分让我们认识到手动管理内存的复杂性，以及合理使用资源的重要性。
• 随着C++11及后续版本中智能指针和资源获取即初始化（RAII）模式的引入，现代C++程序员在内存管理上拥有了更多的工具和最佳实践。
• 对于初学者来说，理解并实践这些概念是一个逐步的过程，需要结合实际编程经验不断深化理解。
• 未来可以考虑探讨C++11及之后版本中智能指针的使用，以及现代C++的内存管理最佳实践。