使用new创建动态结构和自动, 静态, 动态三种存储方式

本文探讨了C++中结构体的静态与动态创建方式,并详细解释了new与delete操作符的使用方法,以及自动存储、静态存储与动态存储的区别。此外,还介绍了堆栈与堆的概念及内存泄漏的问题。

1. 有些时候在运行时创建数组由于在编译时创建数组(有些时候不是这样, 比如使用OpenGL绘图和GPU并行计算结合的时候, 需要将大量的数据传送到显存, 每次计算完又要传送回宿主机渲染, 但并不是要传送回所以值, 有些值可以仍然留在显存中, 对于这些值, 显然一次创建最恰当, 使用静态数组最合适, 当然使用动态数组也可以, 但是只需创建一次就可以了), 对于结构体也是这样.

2. C++中的结构体. 有两种方式, 一种是动态方式, 一种是静态方式. 使用new一般是动态方式, 一般是与指针搭配, 静态方式是直接声明的.
    struct price{
         int apple;
         int orange;
     };
     静态方式, 是结构体类型数据, 类似于int类型数据的声明方式, 如price p1={100,200};或者price p1; p1.apple=100; p1.orange=200; 静态方式是结构体类型数据, 访问结构体成员的时候采用句点操作符, 例如p1.apple, p1.orange.
     动态方式, 结构体指针类型数据, 采用箭头操作符访问结构体成员, 如price * p2=new price; p2->apple=100; p2->orange=200; 当然也可以通过这样的方式采用句点操作符访问结构体成员. 例如对于结构体指针price *p3=new price;(这里创建了一个结构体, 将结构体的首地址返回给等号右边, 并赋给指向此结构体的指针p3, 不能直接写成price *p3, 这样只是创建了一个指针, 并没有创建结构体), p3是指向结构体的指针, 那么使用解除引言操作符*可以得到结构体本身, 即*p3是结构体本身, 那么访问成员的方式可以这样(*p3).apple, (*p3).orange.

3. 使用new动态分配内存, 并释放内存一遍重新使用. 下面的代码使用了返回指针的函数.

4. 三种存储方式: 自动存储, 静态存储, 动态存储.
   自动存储: 函数内部定义的常规变量使用自动存储空间, 称为自动变量(也称局部变量), 如getname函数中的temp, pn. 他们在所属的函数被调用时自动产生, 在该函数结束时消亡, 例如getname函数中的temp只在getname函数被调用时存在, 当调用结束时, temp使用的内存将被自动释放, 如果getname返回temp的地址, 则main函数name指向的内存将很快被重新使用, 因此我们必须在getname中使用new并获取一个副本.
   静态存储: 静态存储是在整个程序执行期间都存在的存储方式, 在函数外声明它或者使用关键字static.
   动态存储: new和delete提供了比自动变量和静态变量更灵活的方法. 他们管理一个内存池, 也成为自由存储空间. 内存池通用语静态变量和自动变量的内存是分开的. new和delete使程序员对程序如何使用内存有更大的控制权.

5. 堆栈, 堆和内存泄漏. 如果使用了new, 没有调用delete, 即使包含指针的内存由于作用域规则和对象生命周期的原因而被释放, 但是在自由存储空间上动态分配的变量或者结构也将继续存在, 但是将会无法访问这些内存, 因为指向这些内存的指针无效了.这将导致内存泄漏. 被泄漏的内存将在程序的整个生命周期内斗不可使用, 这些内存被分配出去, 但无法收回, 可能导致可用内存耗尽, 程序崩溃. 我们要养成一种好习惯, 成对的使用new和delete, 在自由存储空间上动态分配内存, 随后便释放它.

<think>好的,用户需要了解如何用C++实现静态动态顺序表的数据结构,并希望看到示例代码。首先,我需要回忆顺序表的基本概念。顺序表是线性表的顺序存储结构,通常用数组实现。静态分配使用固定大小的数组,而动态分配则允许在运行时调整数组大小。 接下来,我应该分步骤解释静态动态顺序表的实现。对于静态顺序表,需要定义一个结构体或类,包含固定大小的数组当前长度。示例代码可能包括初始化、插入、遍历等操作。要注意静态分配的缺点,比如容量固定,无法扩展。 然后是动态顺序表。动态实现的关键在于使用指针动态分配内存,并在需要时重新分配更大的空间。需要展示如何初始化调整容量,比如在插入元素时检查容量,不足时扩容。这里可能需要用到C++的newdelete操作符,或者使用realloc的替代方法。 用户提供的引用中提到了C++代码示例,因此需要确保代码符合C++语法,比如使用类而不是C的结构体。可能还需要构造函数析构函数来处理内存管理,避免内存泄漏。 需要检查用户提供的引用内容。引用1中的代码是C语言的结构体,而用户需要C++实现,因此应该转换为类,并添加方法。引用23提到了动态分配的基本操作,比如插入删除,这些操作在动态顺序表中尤为重要,特别是在扩容时。 另外,要注意代码的清晰度注释,方便用户理解。例如,在动态顺序表中,插入元素时如果容量不足,通常会将容量加倍,然后将旧数据复制到新数组。这个过程需要详细说明。 可能遇到的问题包括内存管理的错误,比如忘记释放旧数组导致内存泄漏,或者在扩容时处理异常情况。在示例代码中,应该展示正确的做法,比如在resize函数中先分配新内存,再复制数据,最后释放旧内存。 最后,生成相关问题时要围绕顺序表的实现细节、优缺点、应用场景等,帮助用户进一步学习。例如,如何优化动态顺序表的扩容策略,或者静态动态顺序表的适用场景比较。 总结步骤: 1. 定义静态顺序表的结构,展示初始化、插入遍历。 2. 解释静态分配的局限性。 3. 定义动态顺序表的类,包含指针、容量长度。 4. 展示动态顺序表的初始化、扩容、插入遍历。 5. 强调内存管理的注意事项。 6. 生成相关问题,引导深入学习。</think>### C++实现静态动态顺序表的代码示例 #### 一、静态顺序表实现 静态顺序表使用固定大小的数组存储元素,容量在编译时确定。 ```cpp #include <iostream> #define MAXSIZE 50 // 最大容量 // 静态顺序表定义 class StaticSeqList { private: int data[MAXSIZE]; // 存储元素的数组 int length = 0; // 当前长度 public: // 插入元素(尾部) bool insert(int elem) { if (length >= MAXSIZE) return false; data[length++] = elem; return true; } // 遍历输出 void print() { for (int i = 0; i < length; i++) std::cout << data[i] << " "; } }; // 使用示例 int main() { StaticSeqList list; list.insert(10); list.insert(20); list.print(); // 输出:10 20 } ``` **特点**: - 容量固定为$MAXSIZE$,无法动态扩展 - 插入时需要先检查空间是否已满[^1] --- #### 二、动态顺序表实现 动态顺序表通过指针管理内存,支持运行时扩容。 ```cpp #include <iostream> using namespace std; class DynamicSeqList { private: int* data; // 动态数组指针 int capacity; // 当前容量 int length; // 当前长度 // 扩容函数(私有方法) void resize(int newCapacity) { int* newData = new int[newCapacity]; for (int i = 0; i < length; i++) newData[i] = data[i]; delete[] data; // 释放旧内存 data = newData; capacity = newCapacity; } public: // 构造函数(默认初始容量=10) DynamicSeqList(int initCapacity = 10) { data = new int[initCapacity]; capacity = initCapacity; length = 0; } // 析构函数 ~DynamicSeqList() { delete[] data; } // 插入元素(尾部) void insert(int elem) { if (length == capacity) resize(2 * capacity); // 容量不足时扩容为2倍 data[length++] = elem; } // 遍历输出 void print() { for (int i = 0; i < length; i++) cout << data[i] << " "; } }; // 使用示例 int main() { DynamicSeqList list(5); // 初始容量5 for (int i = 0; i < 10; i++) list.insert(i*10); // 触发自动扩容 list.print(); // 输出:0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 } ``` **关键点说明**: 1. 扩容策略:当空间不足时,按照$capacity \times 2$进行扩容[^3] 2. 内存管理:析构函数必须释放动态分配的内存 3. 时间复杂度:插入操作的均摊时间复杂度为$O(1)$[^2] --- ###
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