📄 第20章 指针二 为指针分配和释放空间.htm
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<TD width="52%">//<SPAN lang=zh-cn>释放空间：</SPAN>
<P>//<SPAN lang=zh-cn>指向连续空间的指针，必须使用</SPAN>delete [] <SPAN
lang=zh-cn>来释放</SPAN></P>
<P>delete [] p;</P></TD></TR></TBODY></TABLE>
<P> </P>
<P>关于指针本身的<SPAN lang=en-us> </SPAN>+ 和 - 操作，请复习上一章相关内容。</P>
<P> </P>
<P>接下来的问题也很重要。</P>
<P> </P>
<H3><B><A name=20.4>20.4</A><SPAN lang=zh-cn> </SPAN>delete/delete[] <SPAN
lang=zh-cn>的两个注意点</SPAN></B></H3>
<P><SPAN lang=zh-cn>指针通过</SPAN> new <SPAN lang=zh-cn>或</SPAN> new[] <SPAN
lang=zh-cn>，向系统“申请”得到一段内存空间，我们说过，这段内存空间必须在不需要将它释放了。有点像人类社会的终极目标“共产主义”下的“按需分配”。需要了就申请，不需要了，则主动归还。</SPAN></P>
<P> </P>
<P><SPAN
lang=zh-cn>现在问题就在于这个“主动归还”。当然，指针并不存在什么思想觉悟方面的问题，说光想申请不想归还。真正的问题是，指针在某些方面的表现似乎有些像“花心大萝卜”。请看下面代码，演示令人心酸的一幕。</SPAN></P>
<P> </P>
<P><SPAN lang=zh-cn>/*</SPAN></P>
<P><SPAN lang=zh-cn> 初始化 p</SPAN> ----- p <SPAN
lang=zh-cn>的新婚</SPAN></P>
<P><SPAN lang=zh-cn> 通过</SPAN> new <SPAN
lang=zh-cn>，将一段新建的内存“嫁给”指针p</SPAN></P>
<P><SPAN lang=zh-cn> 这一段分配的内存，就是p的原配夫妻</SPAN></P>
<P>*/</P>
<P><B>int* p = new int[100]; </B></P>
<P> </P>
<P> </P>
<P>/<SPAN lang=zh-cn>*</SPAN></P>
<P><SPAN lang=zh-cn> 使用 p ----- 恩爱相处</SPAN></P>
<P><SPAN lang=zh-cn> N 多年恩爱相处，此处略去不表</SPAN></P>
<P>*/</P>
<P><SPAN lang=zh-cn>……</SPAN></P>
<P> </P>
<P><SPAN lang=zh-cn>/</SPAN>*</P>
<P> p <SPAN lang=zh-cn>改变指向</SPAN> ---- <SPAN
lang=zh-cn>分手</SPAN></P>
<P>*/</P>
<P> </P>
<P><B>int girl [100]; //<SPAN lang=zh-cn>第三者出现</SPAN></B></P>
<P><B>p = girl; //p <SPAN
lang=zh-cn>就这样指向 </SPAN>girl</B></P>
<P></P>
<P> </P>
<P>/*</P>
<P> delete [] p ---- <SPAN
lang=zh-cn> 落幕前的灾难</SPAN> </P>
<P> </P>
<P> <SPAN lang=zh-cn>终于有一天，p老了，上帝选择在这一时刻</SPAN></P>
<P><SPAN lang=zh-cn> 惩罚他</SPAN></P>
<P>*/</P>
<P> </P>
<P><B>delete [] p;</B></P>
<P> </P>
<P><SPAN
lang=zh-cn>扣除注释，上面只有4行代码。这4行代码完全符合程序世界的宪法：语法。也就是说对它们进行编译，编译器会认为它们毫无错误，轻松放行。</SPAN></P>
<P> </P>
<P><SPAN lang=zh-cn>但在灾难在</SPAN> delete [] p <SPAN
lang=zh-cn>时发生。</SPAN></P>
<P><SPAN lang=zh-cn>我们原意是要释放 p 最初通过 </SPAN>new int[100]<SPAN
lang=zh-cn>而得到的内存空间，但事实上，p那时已经指向</SPAN>girl[100]<SPAN
lang=zh-cn>了。结果，第一、最初的空间并没有被释放。第二、</SPAN>girl[100]<SPAN lang=zh-cn>
本由系统自行释放，现在我们却要强行释放它。</SPAN></P>
<P> </P>
<H4><A name=20.4.1>20.4.1</A> <B><SPAN
lang=zh-cn>一个指针被删除时，应指向最初的地址</SPAN></B></H4>
<P> </P>
<P>当一个指针通过<SPAN lang=en-us> +,-</SPAN> 等操作而改变了指向；那么在释放之前，应确保其回到原来的指向。</P>
<P> </P>
<P>比如：</P>
<P> </P>
<P><SPAN lang=en-us>int* p = new int[3];</SPAN></P>
<P> </P>
<P><SPAN lang=en-us>*p = 1;</SPAN></P>
<P><SPAN lang=en-us>cout << *p << endl;</SPAN></P>
<P> </P>
<P><SPAN lang=en-us>p++; //p</SPAN>的指向改变了，指向了下一元素</P>
<P><SPAN lang=en-us>*p = 2;</SPAN></P>
<P><SPAN lang=en-us>cout << *p << endl;</SPAN></P>
<P> </P>
<P><SPAN lang=en-us>//</SPAN>错误的释放：</P>
<P><SPAN lang=en-us>delete [] p;</SPAN></P>
<P> </P>
<P>在<SPAN lang=en-us> delete [] p
</SPAN>时，p指向的是第二个元素，结果该释放将产生错位：第一个元素没有被释放，而在最后多删除了一个元素。相当你盖房时盖的是前3间，可以在拆房时，漏了头一间，从第二间开始拆起，结果把不是你盖的第4房间倒给一并拆了。</P>
<P> </P>
<P>如何消除这一严重错误呢？</P>
<P>第一种方法是把指针正确地<SPAN lang=en-us>"</SPAN>倒<SPAN
lang=en-us>"</SPAN>回原始位置：</P>
<P> </P>
<P><B><SPAN lang=en-us>p--;</SPAN></B></P>
<P><SPAN lang=en-us>delete [] p;</SPAN></P>
<P> </P>
<P>但当我们的指针指向变化很多次时，在释放前要保证一步不错地一一退回，会比较困难。所以另一方法是在最初时“备份”一份。在释放时，直接释放该指针即可。</P>
<P> </P>
<P><SPAN lang=en-us>int* p = new int[3];</SPAN></P>
<P><B><SPAN lang=en-us>int* pbak = *p;
//</SPAN>备份</B></P>
<P> </P>
<P>//移动<SPAN lang=en-us> p</SPAN></P>
<P>……</P>
<P> </P>
<P><SPAN lang=en-us>//</SPAN>释放：</P>
<P><B><SPAN lang=en-us>delete [] pbak; </SPAN></B></P>
<P> </P>
<P>由于<SPAN lang=en-us>pba</SPAN>k正是指向p最初分配后的地址，我们删除<SPAN
lang=en-us>pbak,</SPAN><SPAN
lang=zh-cn>就是删除p最初的指向。此时我们不能再删除一次p。这也就引出</SPAN>new / delete <SPAN
lang=zh-cn>及</SPAN> new[] / delete[] <SPAN
lang=zh-cn>在本章的最后一个问题。</SPAN></P>
<P> </P>
<H4><B><A name=20.4.2>20.4.2</A> <SPAN
lang=zh-cn>已释放的空间，不可重复释放</SPAN></B></H4>
<P> </P>
<P><SPAN lang=zh-cn>第一种情况，错了最直接：</SPAN></P>
<P> </P>
<P>int* p = new int(71);</P>
<P>cout << *p << endl;</P>
<P> </P>
<P>delete p; //OK!</P>
<P>delete p; <FONT color=#ff0000>//ERROR! <SPAN
lang=zh-cn>重复删除p</SPAN></FONT></P>
<P> </P>
<P><SPAN lang=zh-cn>当然，如果同一指针在</SPAN>delete<SPAN
lang=zh-cn>之后，又通过</SPAN>new <SPAN lang=zh-cn>或</SPAN> new[] <SPAN
lang=zh-cn>分配了一次内存，则需要再删除一次:</SPAN></P>
<P> </P>
<P>int* p = new int(71);</P>
<P>cout << *p << endl;</P>
<P> </P>
<P>delete p; //OK!</P>
<P>...</P>
<P>p = new int(81);</P>
<P>delete p; //OK!</P>
<P>...</P>
<P> </P>
<P>p = new int[10];</P>
<P>for (int i=0; i<10; i++)</P>
<P> *p = i;</P>
<P> </P>
<P>...</P>
<P>delete [] p; //OK!</P>
<P> </P>
<P><SPAN lang=zh-cn>上面代码中，共计三次对p进行</SPAN>delete <SPAN lang=zh-cn>或</SPAN>
delete[]<SPAN lang=zh-cn>，但不属于重复删除。因为每次</SPAN>delete<SPAN
lang=zh-cn>都对应一次新的</SPAN>new<SPAN lang=zh-cn>。</SPAN></P>
<P><SPAN lang=zh-cn>我们下面所说的例子，均指一次</SPAN>delete<SPAN
lang=zh-cn>之后，没有再次</SPAN>new<SPAN lang=zh-cn>，而重复进行</SPAN>delete<SPAN
lang=zh-cn>。</SPAN></P>
<P> </P>
<P><SPAN lang=zh-cn>第二种情况，重复删除同一指向的多个指针</SPAN></P>
<P> </P>
<P>int* p1 = new int(71);</P>
<P>int* p2 = p1; //<SPAN lang=zh-cn>p2和p1
现在指向同一内存地址</SPAN></P>
<P> </P>
<P>cout << *p1 << endl;</P>
<P>cout << *p2 << endl;</P>
<P> </P>
<P>delete p1; //OK</P>
<P>delete p2; <FONT color=#ff0000>//ERROR! <SPAN
lang=zh-cn>p2所指的内存，已通过</SPAN>delete <SPAN
lang=zh-cn>p1而被释放，不可再</SPAN>delete<SPAN lang=zh-cn>一次。</SPAN></FONT></P>
<P> </P>
<P><SPAN lang=zh-cn>同样的问题，如果你先删除了</SPAN>p2<SPAN
lang=zh-cn>，则同样不可再删除p1。</SPAN></P>
<P> </P>
<P>...</P>
<P>delete p2; //OK</P>
<P>delete p1; <FONT color=#ff0000>//ERROR</FONT></P>
<P> </P>
<P><SPAN lang=zh-cn>第三种情况，删除指向某一普通变量的指针</SPAN></P>
<P> </P>
<P>int a = 100;</P>
<P>int* p = &a;</P>
<P>delete p; //ERROR </P>
<P> </P>
<P>p <SPAN lang=zh-cn>不是通过</SPAN>new <SPAN
lang=zh-cn>得到新的内存空间，而是直接指向固定变量：a。所以删除</SPAN>p<SPAN
lang=zh-cn>等同要强行剥夺a的固有空间</SPAN>,<SPAN lang=zh-cn>会导致出错。</SPAN></P>
<P> </P>
<H3><B><A name=20.5>20.5</A> C <SPAN lang=zh-cn>方式的内存管理</SPAN></B></H3>
<P> </P>
<P>new/delete<SPAN
lang=zh-cn>只在C++里得到支持。在C里，内存管理是通过专门的函数来实现。另外，为了兼容各种编程语言，操作系统提供的接口通常是 C
语言写成的函数声明 （</SPAN>Windows <SPAN
lang=zh-cn>本身也由C和汇编语言写成）。这样，我们就不得不同时学习C的内存管理函数。</SPAN></P>
<P> </P>
<H4><B><A name=20.5.1>20.5.1</A> <SPAN lang=zh-cn>分配内存</SPAN> malloc<SPAN
lang=zh-cn> 函数</SPAN></B></H4>
<P> </P>
<P><SPAN lang=zh-cn>需要包含头文件：</SPAN></P>
<P>#include <alloc.h></P>
<P><SPAN lang=zh-cn>或</SPAN></P>
<P>#include <stdlib.h></P>
<P> </P>
<P><SPAN lang=zh-cn>函数声明</SPAN>(<SPAN lang=zh-cn>函数原型</SPAN>)<SPAN
lang=zh-cn>：</SPAN></P>
<P>void *malloc(int size);</P>
<P> </P>
<P><SPAN lang=zh-cn>说明：</SPAN>malloc <SPAN
lang=zh-cn>向系统申请分配指定</SPAN>size<SPAN lang=zh-cn>个字节的内存空间。返回类型是</SPAN>
void* <SPAN lang=zh-cn>类型。</SPAN>void* <SPAN
lang=zh-cn>表示未确定类型的指针。C,C++规定，</SPAN>void* <SPAN
lang=zh-cn>类型可以强制转换为任何其它类型的指针。</SPAN></P>
<P> </P>
<P><SPAN lang=zh-cn>从函数声明上可以看出。</SPAN>malloc <SPAN lang=zh-cn>和</SPAN> new
<SPAN lang=zh-cn>至少有两个不同</SPAN>:<SPAN lang=zh-cn> </SPAN>new<SPAN
lang=zh-cn> 返回指定类型的指针，并且可以自动计算所需要大小。比如：</SPAN></P>
<P> </P>
<P>int *p;</P>
<P> </P>
<P>p = new int; //<SPAN lang=zh-cn>返回类型为</SPAN>int* <SPAN
lang=zh-cn>类型</SPAN>(<SPAN lang=zh-cn>整数型指针</SPAN>)<SPAN
lang=zh-cn>，分配大小为</SPAN> sizeof(int);</P>
<P><SPAN lang=zh-cn>或：</SPAN></P>
<P> </P>
<P>int* parr;</P>
<P> </P>
<P>parr = new int [100]; //<SPAN lang=zh-cn>返回类型为</SPAN> int* <SPAN
lang=zh-cn>类型</SPAN>(<SPAN lang=zh-cn>整数型指针</SPAN>)<SPAN
lang=zh-cn>，分配大小为</SPAN> sizeof(int) * 100;</P>
<P> </P>
<P><SPAN lang=zh-cn>而</SPAN> malloc <SPAN
lang=zh-cn>则必须由我们计算要字节数，并且在返回后强行转换为实际类型的指针。</SPAN></P>
<P> </P>
<P>int* p;</P>
<P> </P>
<P>p = <B>(int *)</B> malloc (<B>sizeof(int)</B>);</P>
<P> </P>
<P><SPAN lang=zh-cn>第一、</SPAN>malloc <SPAN lang=zh-cn>函数返回的是</SPAN> void
*<SPAN lang=zh-cn> 类型，如果你写成：</SPAN>p = malloc (sizeof(int)); <SPAN
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