C++使用new操作符动态分配的实现

2025-06-03 09:30:15 作者：Coding小公仔

本文主要介绍了C++使用new操作符动态分配的实现,文中通过示例代码介绍的非常详细,对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值,需要的朋友们下面随着小编来一起学习学习吧

在C++中，使用new操作符动态分配数组空间是一种常见的内存管理方式。以下是关于new分配数组的详细说明和示例：

1. 一维数组的动态分配

语法

type* array = new type[size];  // 分配size个type类型的元素

示例

int n = 5;
int* arr = new int[n];  // 分配包含5个整数的数组

// 初始化数组元素
for (int i = 0; i < n; i++) {
    arr[i] = i * 2;
}

// 使用后释放内存
delete[] arr;  // 必须使用delete[]释放数组内存

注意事项

内存释放：必须使用delete[]释放数组内存，否则会导致内存泄漏。
未初始化元素：对于基本类型（如int、double），元素值是未定义的；对于类类型，会调用默认构造函数。
值初始化：可使用new type[size]()强制初始化为0或默认值：
```
int* arr = new int[5]();  // 所有元素初始化为0
```

2. 二维数组的动态分配

2.1 方法一：使用指针数组（非连续内存）

int rows = 3;
int cols = 4;

// 分配指针数组（每一行是一个指针）
int** arr = new int*[rows];

// 为每一行分配内存
for (int i = 0; i < rows; i++) {
    arr[i] = new int[cols];
}

// 使用数组
arr[0][0] = 10;

// 释放内存（必须按相反顺序）
for (int i = 0; i < rows; i++) {
    delete[] arr[i];  // 释放每一行
}
delete[] arr;  // 释放指针数组

2.2 方法二：使用连续内存块（更高效）

int rows = 3;
int cols = 4;

// 分配连续内存块
int* arr = new int[rows * cols];

// 访问元素（手动计算索引）
for (int i = 0; i < rows; i++) {
    for (int j = 0; j < cols; j++) {
        arr[i * cols + j] = i + j;  // 等价于arr[i][j]
    }
}

// 释放内存
delete[] arr;

3. 多维数组的动态分配

三维数组示例

int x = 2, y = 3, z = 4;

// 分配三维数组
int*** arr = new int**[x];
for (int i = 0; i < x; i++) {
    arr[i] = new int*[y];
    for (int j = 0; j < y; j++) {
        arr[i][j] = new int[z];
    }
}

// 释放内存
for (int i = 0; i < x; i++) {
    for (int j = 0; j < y; j++) {
        delete[] arr[i][j];
    }
    delete[] arr[i];
}
delete[] arr;

4. 动态数组的初始化

4.1 基本类型初始化为0

int* arr = new int[5]();  // 所有元素初始化为0

4.2 使用循环初始化

int* arr = new int[5];
for (int i = 0; i < 5; i++) {
    arr[i] = i * 10;
}

4.3 类类型自动调用构造函数

class MyClass {
public:
    MyClass() { std::cout << "Constructed\n"; }
};

MyClass* arr = new MyClass[3];  // 自动调用3次默认构造函数
delete[] arr;  // 自动调用3次析构函数

5. 使用智能指针管理动态数组（C++11+）

为避免手动内存管理，推荐使用std::unique_ptr或std::shared_ptr：

一维数组

#include <memory>

// 使用unique_ptr管理数组
std::unique_ptr<int[]> arr(new int[5]());  // 初始化为0

// 访问元素
arr[0] = 100;

// 无需手动delete，离开作用域时自动释放

二维数组（使用vector更简单）

#include <vector>

int rows = 3, cols = 4;
std::vector<std::vector<int>> arr(rows, std::vector<int>(cols, 0));

// 访问元素
arr[1][2] = 50;

// 自动管理内存

6. 常见错误与注意事项

内存泄漏：忘记使用delete[]释放内存。
越界访问：动态数组不会检查索引范围，需自行确保index < size。
浅拷贝问题：若将动态数组指针赋值给另一个指针，两者指向同一块内存，可能导致双重释放。
性能开销：多层new（如二维数组的指针数组）会增加内存碎片，连续内存布局（如方法2.2）更高效。

总结

场景	推荐方法
一维动态数组	new type[size] + delete[]
二维动态数组（简单）	std::vector<std::vector<int>>
二维动态数组（高性能）	连续内存块 + 手动索引计算
避免内存泄漏	std::unique_ptr<int[]>

动态内存分配提供了灵活性，但需谨慎管理内存以避免错误。优先使用标准库容器（如vector）和智能指针，减少手动new/delete的使用。

到此这篇关于C++使用new操作符动态分配的实现的文章就介绍到这了,更多相关C++ new操作符动态分配内容请搜索脚本之家以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持脚本之家！