第一章程序基础第六节指针

指

针

指针与内存指针如何创建动态内存。指针如何释放所创建的动态内存野指针的处理办法。熟练的掌握指针如何创建动态内存和释放所创建的动态内存，熟练的掌握野指针的处理办法。1在C++程序中，一些变量在整个程序中都是可见的，称为全局变量。一些只能在一个函数中可知，称为局部变量。1.6.9指针与程序内存2一个程序将操作系统分配给其运行的内存块分为4个区域：1）代码区，存放系统的代码，即程序中的各个函数代码块。2）全局数据区，存放程序的全局数据和静态数据。内存在程序编译的时候就已经分配好，这块内存在程序的整个运行期间都存在。在C/C++程序中，不管是局部变量，全局变量、或是动态变量，在内存中都占用一定的空间，但是它们占用不同的空间。1.6.9指针与程序内存33）堆区，存放程序的动态数据。程序在运行的时候用new申请任意多的内存，程序员自己负责在何时用delete释放内存。4）栈区，存放程序的局部数据，即各个函数中的数据。在执行函数时，函数内局部变量的存储单元都可以在栈上创建，函数执行结束时这些存储单元自动被释放。1.6.9指针与程序内存4在C++中，申请和释放堆中分配的存贮空间，分别使用new和delete的两个运算符来完成：申请内存使用new:例如：1、int*pi=newint(0);

它与下列代码序列大体等价：

2、intival=0,*pi=&ival;区别：pi所指向的变量是由库操作符new()分配的，位于程序的堆区中，并且该对象未命名。指针变量名=new类型名(初始化式)；1.6.10指针与动态内存5new运算符返回的是一个指向所分配类型变量（对象）的指针。对所创建的变量或对象，都是通过该指针来间接操作的，而动态创建的对象本身没有名字。例如以下代码：int*pi=newint(12);其中pi为这个指针的名称，而12这个整型并没对象，pi保存了12所在的内存的内存地址。1.6.10指针与动态内存6在堆中建立动态一维数组原型如下：注意：“下标表达式”不是常量表达式，即它的值不必在编译时确定，可以在运行时确定。指针变量名=new类型名[下标表达式];例如以下代码：intival=10;int*pi=newint[ival];1.6.10指针与动态内存7在代码栏编写以下代码，编译并查看输出：#include<iostream>usingnamespacestd;voidmain(){intn;char*pc;cout<<"请输入动态数组的元素个数"<<endl;cin>>n;pc=newchar[n];strcpy(pc,"veryGood");cout<<pc<<endl;delete[]pc;system(“pause”);}1.6.10指针与动态内存8在堆中释放指针所创建的内存原型如下：堆空间申请、释放演示：⑴.用初始化式(initializer)来显式初始化int*pi=newint(0);⑵.当pi生命周期结束时，必须释放pi所指向的目标：deletepi;delete指针变量名;注意这时释放了pi所指的目标的内存空间，也就是撤销了该目标，称动态内存释放（dynamicmemorydeallocation），但指针pi本身并没有撤销，它自己仍然存在，该指针所占内存空间并未释放，需要注意的是任何类型指针的都会占用四个字节的内存。1.6.10指针与动态内存9特别需要注意的是，如果该指针又指向了别处，那么在释放以前务必要保证指针从新指回原来的内存地址：例如以下代码，运行时程序会奔溃：#include<iostream>usingnamespacestd;voidmain(){ int*pi=newint(9); intival=5; pi=&ival; deletepi; system(“pause”);}1.6.10指针与动态内存10在堆中释放指针所创建的数组内存原型如下：注意：方括号非常重要的，如果delete语句中少了方括号，因编译器认为该指针是指向数组第一个元素的，会产生回收不彻底的问题（只回收了第一个元素所占空间），加了方括号后就转化为指向数组的指针，回收整个数组。delete[]的方括号中不需要填数组元素数，系统自知。即使写了，编译器也忽略。delete[]指向该数组的指针变量名1.6.10指针与动态内存11如果指向数组的指针移动了，或者指向了别的内存地址，那么在释放前务必要将该指针回归原位，最快捷的办法是做原始内存地址的备份。例如以下代码，演示了如何做原始内存地址的备份：#include<iostream>usingnamespacestd;voidmain(){ int*pi=newint[10]; int*temp=pi; intival=20; pi=&ival; pi=temp; delete[]pi; system(“pause”);}1.6.10指针与动态内存12编译器不能自动发现内存错误,通常是在程序运行时才能捕捉到。常见的内存错误及对策:1）内存分配未成功，却使用了它。int*pB;*pB=10;解决办法：在使用内存之前检查指针是否为NULL。assert(p!=NULL)if(p==NULL)或if(p!=NULL)1.6.10指针与动态内存132）内存分配虽然成功，但是尚未初始化就引用它。解决办法：无论用何种方式创建数组，都别忘了赋初值，即便是赋零值也不可省略。例如以下代码：#include<iostream>usingnamespacestd;voidmain(){ int*pi=newint[10]; for(inti=0;i<10;i++) cout<<pi[i]<<endl; system(“pause”);}1.6.10指针与动态内存143）内存分配成功并且已经初始化，但操作越过了内存的边界。charstrText[8];sprintf(strText,"Thisisalongtext!");解决办法：留心数组的大小，避免数组操作越界。1.6.10指针与动态内存155）释放了内存却继续使用它程序中的对象调用关系过于复杂，实在难以弄清楚某个对象是否已经释放了内存。解决办法：应该重新设计数据结构，从根本上解决对象管理的混乱局面。4）忘记了释放内存，造成内存泄露。含有这种错误的函数每被调用一次就丢失一块内存。解决办法：动态内存的申请与释放必须配对，程序中new与delete的使用次数一定要相同，否则肯定有错误。1.6.10指针与动态内存16使用delete释放了内存后，没有将指针设置为NULL。导致产生“野指针”。“野指针”不是NULL指针，是指向“垃圾”内存的指针。char*pStrBuffer=newchar[256];delete[]pStrBuffer;*pStrBuffer=NULL；1.6.10指针与动态内存17内存操作注意事项：1）用new申请内存之后，应该立即检查指针值是否为NULL。防止使用指针值为NULL的内存。2）不要忘记为数组和动态内存赋初值。防止将未被初始化的内存作为右值使用。3）避免数组或指针的下标越界，特别要当心发生“多1”或者“少1”操作。4）动态内存的申请与释放必须配对，防止内存泄漏。5）用delete释放了内存之后，立即将指针设置为NULL，防止产生“野指针”。1.6.10指针与动态内存18指针变量自身也有自己的内存，由于只需要保持一个内存地址，所以任何类型的指针大小都是四个字节。在代码栏编写以下代码，编译并查看输出：#include<iostream>usingnamespacestd;voidmain(){ char*pc; int*pi; short*ps; double*pd; cout<<sizeof(pc)<<endl; cout<<sizeof(pi)<<endl; cout<<sizeof(ps)<<endl; cout<<sizeof(pd)<<endl; system(“pause”);}1.6.11指针的内存地址19如果要保存指针的内存地址，则需要使用到二级指针。在代码栏编写以下代码，编译并查看输出：#include<iostream>usingnamespacestd;voidmain(){ intival=10; int*pi=&ival; int**ppi=π cout<<&pi<<endl; cout<<ppi<<endl; system(“pause”);}1.6.11指针的内存地址20void类型的指针可以保存任何类型数据的内存地址，只不过在访问数据或者修改数据的时候，需要将指针类型转换为所保存的数据类型。在代码栏编写以下代码，编译并查看输出：#include<iostream>usingnamespacestd;voidmain(){ intival=10; int*pi=&ival; void*pv=&ival; cout<<pi<<endl; cout<<pv<<endl; cout<<*(int*)pv<<endl; system(“pause”);}1.6.12void类型的指针21在32位机器中整型与指针都占4个字节，内存的表现方式也都是二进制整数，但是整型和指针所表示的数据类型不同。在代码栏编写以下代码，编译并查看输出，可以看到一个编译错误，无法从整型转换为整型的指针：#include<iostream>#include<windows.h>usingnamespacestd;voidmain(){ intival=0x18ff28; int*pi=ival; system(“pause”);}1.6.12void类型的指针22但是整型类型被强制转换为整型指针类型后，也可以给指针赋值，这个时候要注意的是指针保存的并不是整型数据所在的内存地址。在代码栏编写以下代码，编译并查看输出：#include<iostream>#include<windows.h>usingnamespacestd;voidmain(){ intival=0x18ff00; int*pi=(int*)ival; cout<<pi<<endl; cout<<*pi<<endl; cout<<&ival<<endl; system(“pause”);}1.6.12void类型的指针23本节介绍了如何使用指针创建动态内存的办法，以及如何释放动态内存和野指针的处理办法。运行int*pi=new

int(9);inti