國立屏東商業技術學院 資訊工程系 程式設計(二)
17. 動態記憶體管理
不特別說明自動, 靜態….等
直接說明 變數的範圍與生命週期
本章將就C++的記憶體管理,進行一個簡要的介紹:
在程式中的資料,C++提供四種不同的記憶體管理方法:
- 自動儲存(automatic storage)
- 靜態儲存(static storage)
- 動態儲存(dynamic storage)
- 緒儲存(thread storage)
17.1 自動儲存
通常,在函式內所宣告的變數就是用自動儲存的方式,並稱為自動變數(automatic variables)。下面的程式碼中,變數a, b與temp皆屬之,它們只在foo函式的「{ … }」範圍內存在,一但函式執行結束並返回時,這些自動變數就不在存在。
int foo(int a, int b) { int temp; temp = 2*a+3*b; return temp; }
在實作上,自動變數是存放在程式所配置到的記憶體中,以Stack的方式管理,變數依序放入stack中,並以相反的順序從stack中移除。自動變數的生命週期限於其所位於的程式區塊中,例如上述程式foo函式由「{」開始至「}」結束的範圍就稱為一個程式區塊(block)。我們也可以在程式中視需要建立巢狀的程式區塊,例如:
int main() { int i,j; scanf(" %d", &i); scanf(" %d", &j); { int x; x=2*i; if(j>x) j=x; } }
在這個例子中,main()函式因為某些原因,暫時地需要一個變數x以進行相關的計算,因此,我們將需要x的地方標記為一個程式區塊,這樣一來,在這個區塊之外,就不存在x這個變數。若沒有了區塊,變數x將持續存在於記憶體內,直到main()函式結束為止。
17.2 靜態儲存
用static的方式修飾變數的宣告,將可使其生命週期橫跨整個程式的範圍,例如:
static int counter = 0;
17.3 動態儲存
動態儲存是以new來配置記憶體空間,並以delete來將空間刪除(事實上,記憶體空間不會被刪除的,只會被釋放並回收),往往是搭配指標使用。
17.3.1 指標與動態記憶體管理
通常,我們都是用類似下面的程式碼的方式,在使用指標:
int *p; int x; p=&x;
在C++中,提供一個新的方式:
int *p; p = new int; 或是 int *p = new int;
用這種方式,直接取得在記憶體中的一塊位置,而不需要另外宣告一個整數。同樣的,當你不再需要這塊位置時,可以「delete」將其刪除(意即,還給系統)。
int *p = new int; delete p;
17.3.2 動態陣列
我們可以透過new與delete來動態地建立與刪除(或者說回收)陣列。請參考下面的例子:
int *p = new int [10]; // 動態配置產生一塊存放10個整數的陣列空間,並讓p指向它。 p[0]=3; p[1]=2; delete [] p; // 不再使用時將其刪除
17.3.3 動態結構體
我們也可以透過new與delete來動態地建立與刪除(或者說回收)結構體。請參考下面的例子:
typedef struct { int x, y; } Point; Point *p = new Point; p->x=5; (*p).y=6; delete p;
或是
struct point { int x, y; }; point *p = new point; p->x=5; (*p).y=6; delete p;