C++内存管理——指针数组

C++/C程序中,指针和数组在不少地方可以相互替换着用,让人产生一种错觉,以为两者是等价的。但二者有着本质的区别:
数组:要么在静态存储区被创建(如全局数组),要么在上被创建。数组名对应着(而不是指向)一块内存,其地址与容量在生命期内保持不变,只有数组的内容可以改变。
指针:可以随时指向任意类型的内存块,它的特征是“可变”,所以我们常用指针来操作动态内存。指针远比数组灵活,但也更危险。
下面以字符串为例比较指针与数组的特性:

1.修改内容

实例1代码中,字符数组a的容量是6个字符,其内容为hello。a的内容可以改变,如a[0]= ‘X’。指针p指向常量字符串“world”(位于静态存储区,内容为world),常量字符串的内容是不可以被修改的。从语法上看,编译器并不觉得语句p[0]= ‘X’有什么不妥,但是该语句企图修改常量字符串的内容而导致运行错误。

View Code1
实例1 修改数组和指针内容 
char a[] = “hello”;
a[0] = ‘X’;cout << a << endl;
char *p = “world”; // 注意p指向常量字符串
p[0] = ‘X’; // 编译器不能发现该错误
cout << p << endl;

2.内容复制与比较

不能对数组名进行直接复制与比较。示例2中,若想把数组a的内容复制给数组b,不能用语句 b = a ,否则将产生编译错误。应该用标准库函数strcpy进行复制。同理,比较b和a的内容是否相同,不能用if(b==a) 来判断,应该用标准库函数strcmp进行比较。
  指针应用中,语句p = a 并不能把a的内容复制指针p,而是把a的地址赋给了p。要想复制a的内容,可以先用库函数malloc为p申请一块容量为strlen(a)+1个字符的内存,再用strcpy进行字符串复制。同理,语句if(p==a) 比较的不是内容而是地址,应该用库函数strcmp来比较。

View Code 2
实例2 数组和指针的内容复制与比较
// 数组…
char a[] = "hello";char b[10];
strcpy(b, a); // 不能用 b = a;
if(strcmp(b, a) == 0) // 不能用 if (b == a)

// 指针…
int len = strlen(a);
char *p = (char *)malloc(sizeof(char)*(len+1));
strcpy(p,a); // 不要用
p = a;if(strcmp(p, a) == 0) // 不要用 if (p == a)

3.计算内存容量

用运算符sizeof可以计算出数组的容量(字节数)。示例3-1中,sizeof(a)的值是12(注意别忘了'\0')。指针p指向a,但是sizeof(p)的值却是4。这是因为sizeof(p)得到的是一个指针变量的字节数,相当于sizeof(char*),而不是p所指的内存容量。C++/C语言没有办法知道指针所指的内存容量,除非在申请内存时记住它。注意当数组作为函数的参数进行传递时,该数组自动退化为同类型的指针。示例3-2中,不论数组a的容量是多少,sizeof(a)始终等于sizeof(char *)。

View Code 3
实例3-1 计算数组和指针的内存容量 
char a[] = "hello world";
char *p = a;
cout<< sizeof(a) << endl; // 12字节
cout<< sizeof(p) << endl; // 4字节
View Code 4
实例3-2 数组退化为指针 
void Func(char a[100])
{ 
cout<< sizeof(a) << endl; // 4字节而不是100字节
}


4.指针参数是如何传递内存的?

如果函数的参数是一个指针,不要指望用该指针去申请动态内存。示例4-1中,Test函数的语句GetMemory(str, 200)并没有使str获得期望的内存,str依旧是NULL,为什么?

View Code 5
实例4-1 试图用指针参数申请动态内存
void GetMemory(char *p, int num) 
{ 
p = (char *)malloc(sizeof(char) * num);
}
void Test1(void)
{ 
char *str = NULL; 
GetMemory(str, 100); // str 仍然为 NULL  
strcpy(str, "hello"); // 运行错误
}

 

毛病出在函数GetMemory中。编译器总是要为函数的每个参数制作临时副本,指针参数p的副本是 _p,编译器使 _p = p。如果函数体内的程序修改了_p的内容,就导致参数p的内容作相应的修改。这就是指针可以用作输出参数的原因。在本例中,_p申请了新的内存,只是把_p所指的内存地址改变了,但是p丝毫未变。所以函数GetMemory并不能输出任何东西。事实上,每执行一次GetMemory就会泄露一块内存,因为没有用free释放内存。

(每次执行GetMemory,_p就会申请新的内存,_p的地址就会改变,堆内存需要手动释放,而函数中没有free释放内存,所以每执行一次GetMemory就会泄露一块内存。)

如果非得要用指针参数去申请内存,那么应该改用“指向指针的指针”,见示例4-2

View Code6
实例4-2 用指向指针的指针申请动态内存
void GetMemory2(char **p, int num)
{ 
*p = (char *)malloc(sizeof(char) * num);
}
void Test2(void)
{ 
char *str = NULL; 
GetMemory2(&str, 100); // 注意参数是 &str,而不是str 
strcpy(str, "hello");  
cout<< str << endl; 
free(str);
}

 **p的内容是指针p的地址,&str是指针str的地址

由于“指向指针的指针”这个概念不容易理解,我们可以用函数返回值来传递动态内存。这种方法更加简单,见示例4-3

View Code 7
实例4-3  用函数返回值来传递动态内存
char *GetMemory3(int num)
{ 
char *p = (char *)malloc(sizeof(char) * num); //返回堆中的地址 
return p;
}
void Test3(void)
{ 
char *str = NULL; 
str = GetMemory3(100);  
strcpy(str, "hello"); 
cout<< str << endl; 
free(str);
}

 GetMemory3的返回值类型是char类型的指针,所以return p 返回的是指针p的地址。(char类型的指针是说指针所指向的内容是char类型)

 用函数返回值来传递动态内存这种方法虽然好用,但是常常有人把return语句用错了。这里强调不要用return语句返回指向“栈内存”的指针,因为该内存在函数结束时自动消亡,见示例4-4

View Code 8
实例4-4  return语句返回指向“栈内存”的指针
char *GetString(void)
{ 
char p[] = "hello world"; //返回栈中的地址 
return p; // 编译器将提出警告
}
void Test4(void)
{ 
char *str = NULL; 
str = GetString(); // str 的内容是垃圾 
cout<< str << endl;
}

 char p[] 是在栈中分配内存。

用调试器逐步跟踪Test4,发现执行str = GetString语句后str不再是NULL指针,但是str的内容不是“hello world”而是垃圾。因为char p[]在栈上分配空间,一旦函数结束,所分配的空间就会被释放了。

如果把示例4-4改写成示例4-5,会怎么样?

View Code 9
实例4-5 return语句返回常量字符串
char *GetString2(void)
{ 
char *p = "hello world"; 
return p;
}
void Test5(void)
{ 
char *str = NULL; 
str = GetString2(); 
cout<< str << endl;
}

函数Test5运行虽然不会出错,但是函数GetString2的设计概念却是错误的。因为GetString2内的“hello world”是常量字符串,位于静态存储区,它在程序生命期内恒定不变。无论什么时候调用GetString2,它返回的始终是同一个“只读”的内存块。

 5.char []与 char *的区别

以下面两个变量为例:

char a[]="hello";

char *b="hello";

 (1)数组对应着一块内存区域,而指针是指向一块内存区域数组的地址和容量在生命期里不会改变,只有数组的内容可以改变;而指针所指向的内存区域的大小可以随时改变,而且当指针指向常量字符串时,它的内容是不可以被修改的,否则在运行时会报错

数组a需要在内存中占用6个字节的空间,这段内存区通过名字a来标识。

指针b则需要4个字节的空间来存放地址,这4个字节用名字b来标识,其中存放的地址可以指向几乎任何地方,也可以哪里都不指向,即空指针。在这里,指针b指向某个连续的6字节的空间,即字符串"hello",该字符串存放在常量区,常量区的内容不能被修改。不能修改*b的值,比如b[2]='d'(将"hello"中第3个字符改为'd'),会导致程序崩溃。

(2)以a[2]和b[2]为例,二者都返回字符‘l’,但是编译器产生的执行代码却不一样。对于a[2],执行代码是从a的位置开始,向后移动2两个字节,然后取出其中的字符。对于b[2],执行代码是从p的位置取出一个地址,在其上加2,然后取出对应内存中的字符。

(3)char *b = "hello";实际上先是在文字常量区分配了一块内存放"hello",然后在栈上分配一地址给b并指向存放"hello"这块地址,然后改变常量"hello"自然会崩溃,然而char a[] = "hello",实际上"hello"分配内存的地方在栈区。在以后的存取中,在栈上的数组比指针所指向的字符串快。

(4)下面代码详细注明了各个变量所在的内存区:

//main.cpp
int a=0;    //全局初始化区
char *p1;   //全局未初始化区
main()
{int b;栈char s[]="abc";   //char *p2;         //char *p3="123456";   //123456\0在常量区,p3在栈上。static int c=0//全局(静态)初始化区p1 = (char*)malloc(10);p2 = (char*)malloc(20);   //分配得来得10和20字节的区域就在堆区。strcpy(p1,"123456");   //123456\0放在常量区,编译器可能会将它与p3所指向的"123456"优化成一个地方。
}

 


 

转载于:https://www.cnblogs.com/fly1988happy/archive/2011/11/17/2251914.html

本文来自互联网用户投稿,该文观点仅代表作者本人,不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如若转载,请注明出处:http://www.mzph.cn/news/361856.shtml

如若内容造成侵权/违法违规/事实不符,请联系多彩编程网进行投诉反馈email:809451989@qq.com,一经查实,立即删除!

相关文章

flex弹性盒子

注意事项 1.设为Flex布局之后&#xff0c;子元素的float&#xff0c;clear和vertical-align属性都讲失效 2.采用Flex布局的元素&#xff0c;称为Flex容器&#xff08;Flex container&#xff09;&#xff0c;所有的子元素成为容器成员&#xff0c;称为Flex项目&#xff08;Fle…

开始JBoss BPM流程的3种基本方法

这一集提示和技巧将帮助您了解根据需要启动流程实例的最佳方法。 规划项目可能包括流程项目&#xff0c;但是您是否考虑过可以启动流程的各种方式&#xff1f; 也许您的JBoss BPM Suite在您的体系结构中本地运行&#xff0c;也许您在云中运行&#xff0c;但是无论它在哪里&am…

用asp.net编写冒泡排序法

这里写了一个冒泡排序的函数. int[] a newint[10] { 12,564,95,44,69,499,693,6746,6496,124}; for(inti0;i<a.Length;i) for(intj i1; j <10; j) { int min a[i]; if (a[i] > a[j]) //升序排列 …

7月17日每日一答

1 什么是闭包函数&#xff0c;闭包函数满足什么样的条件&#xff1f;请写一个常见的闭包函数。 所谓的函数闭包本质是函数的嵌套和高阶函数。我们来看看要实现函数闭包要满足什么条件&#xff08;缺一不可&#xff09;&#xff1a; 1)必须嵌套函数 2)内嵌函数必须引用一个定义在…

BZOJ1706奶牛接力跑

这个东西思路还是不错的。 解法就是把矩阵幂的加法改成取min&#xff0c;乘法改成加法就好&#xff0c;和floyed是一样的。这样的话&#xff0c;矩阵操作一次就相当于松弛了一次最短路。 建矩阵的过程也比较简单&#xff0c;可以离散化&#xff0c;当然下面有另一种更优秀的打法…

EJB 3.x:生命周期和并发模型(第2部分)

这是两部分系列的第二篇。 第一部分介绍了有状态和无状态EJB的生命周期以及并发行为。 在这篇文章中&#xff0c;我将介绍Singleton EJB 。 Singleton模式可以说是最常用&#xff08;有时被滥用&#xff01;&#xff09;的模式。 单吨又爱它&#xff01; Java EE使我们无需编…

MVC2中Area的路由注册实现

今天碰到了一个不可思议的bug&#xff0c;新增的controller中任何action都无法访问&#xff0c;都是返回404错误。一般这种错误要么是拼写错误&#xff0c;要么是不小心给action加了post属性&#xff0c;但是经过初步的排查&#xff0c;没有发现问题。而原有的controller中任何…

当Java 8 Streams API不够用时

Java 8与往常一样是妥协和向后兼容的版本。 JSR-335专家组可能无法与某些读者就某些功能的范围或可行性达成一致的发行版。 请参阅Brian Goetz关于为什么…的一些具体解释。 …Java 8默认方法中不允许“最终” …Java 8默认方法中不允许“同步” 但是今天&#xff0c;我们将…

父类作为方法的形参以及父类作为方法返回值

1、父类作为方法的形参 语句&#xff1a;修饰符 父类类型 方法名(){} 2、父类作为方法返回值 语句&#xff1a;修饰符 void/返回值类型 方法名(父类类型 形参名){} 代码例子&#xff1a; 动物类&#xff1a; /*** author Mr.Wang* 宠物类**/ public abstract class Animals {pr…

在Spring Boot中使用@ConfigurationProperties

在最近的博客文章中&#xff0c;我简短地介绍了如何在Spring Boot应用程序中配置邮件 。 要将属性注入配置中&#xff0c;我使用了Spring的Value注释。 但是Spring Boot提供了一种使用属性的替代方法&#xff0c;该方法允许强类型的Bean来管理和验证应用程序的配置。 在本文中&…

在Atlas服务器端实现中推荐使用Web Service而不是Page Method

English Version: http://dflying.dflying.net/1/archive/107_prefer_web_services_to_page_methods_in_atlas_server_side_implementation.html 我们可以用两种方式把一个服务器段方法暴露给客户端Atlas调用&#xff1a;Web Service和Page Method。我推荐使用Web Service的方…

简而言之,JUnit:另一个JUnit教程

为什么还要另一个JUnit教程&#xff1f; 对于Java世界中的开发人员而言&#xff0c; JUnit似乎是最受欢迎的测试工具 。 因此&#xff0c;难怪就此主题已经写了一些好书 。 但是我仍然经常遇到程序员&#xff0c;他们至多对这个工具及其正确用法都不太了解。 因此&#xff0c;…

CSS Grid网格布局全攻略

CSS Grid网格布局全攻略 所有奇技淫巧都只在方寸之间。 几乎从我们踏入前端开发这个领域开始&#xff0c;就不停地接触不同的布局技术。从常见的浮动到表格布局&#xff0c;再到如今大行其道的flex布局&#xff0c;css布局技术一直在不断地推陈出新。其中网格布局(grid)作为css…

内存泄漏–测量频率和严重性

这篇文章是我们开放文化的一部分-我们继续分享日常工作中的见解。 这次&#xff0c;我们窥视了我们价值主张的核心&#xff0c;即–寻找以下问题的答案&#xff1a; Java应用程序中多长时间发生一次内存泄漏&#xff1f; 内存泄漏有多大&#xff1f; 内存泄漏增长多快&#…

bootstrap-select控件全选,全不选,查询功能实现

先引入先在你的页面引入 bootstrap-select.css 和 bootstrap-select.js <link href"~/Content/plugins/bootstrap-select/bootstrap-select.min.css" rel"stylesheet" /> <script src"~/Content/plugins/bootstrap-select/bootstrap-select.…

Eclipse扩展点评估变得容易

对Eclipse扩展点进行编码的评估有些冗长&#xff0c;而且很少能自我解释。 最近&#xff0c;我开始忙于处理这个主题&#xff0c;我写了一个小助手&#xff0c;目的是减少通用编程步骤的样板代码&#xff0c;同时增加开发指导和可读性。 它原来是不容易找到一个表现的解决方案…

python之pyqt5-第一个pyqt5程序-图像压缩工具(2.0版本)-小记

python之pyqt5-第一个pyqt5程序-图像压缩工具(2.0版本)-小记 此篇为上一篇pyqt5图像压缩小工具改良版。因为比较简单&#xff0c;下面直接贴上代码。 效果图&#xff1a; # -*- coding: utf-8 -*-# Form implementation generated from reading ui file hellopyqt5.ui # # Crea…

开发人员需要了解的有关xPaaS的一切

最近&#xff0c;我一直在阅读有关Red Hat产品的很多文章&#xff0c;并且对云等也很感兴趣&#xff0c;对于我来说&#xff0c;更详细地研究Red Hat的云产品是很明显的。 Arun在今年4月对JBoss xPaaS进行了很好的概述&#xff0c;我认为可能不但应该给您一个概述&#xff0c;而…

算法与数据结构基础 - 堆(Heap)和优先级队列(Priority Queue)

堆基础 堆(Heap)是具有这样性质的数据结构&#xff1a;1/完全二叉树 2/所有节点的值大于等于(或小于等于)子节点的值&#xff1a; 图片来源&#xff1a;这里 堆可以用数组存储&#xff0c;插入、删除会触发节点shift_down、shift_up操作&#xff0c;时间复杂度O(logn)&#xff…

带有AOP和注释的Java方法记录

有时&#xff0c;我想记录&#xff08;通过slf4j和log4j &#xff09;方法的每次执行&#xff0c;查看其接收的参数&#xff0c;返回的内容以及每次执行需要多少时间。 这是我在AspectJ &#xff0c; jcabi-aspects和Java 6注释的帮助下进行的操作&#xff1a; public class F…