C++中的内存管理

在C++中，内存管理是一个核心且重要的话题。有效地管理内存不仅能够提高程序性能，还能避免潜在的内存泄漏问题。C++提供了动态内存分配和释放的操作符，如new和delete，用于在运行时动态分配和释放内存。

1. 动态内存分配

C++允许在程序运行时动态分配内存。动态内存分配使用new操作符。它会在堆（Heap）中分配指定大小的内存，并返回指向该内存的指针。

语法：

T* ptr = new T;    // 为单个对象分配内存
T* arr = new T[n]; // 为数组分配内存

2. 释放动态内存

使用delete或delete[]操作符可以释放动态分配的内存，以防止内存泄漏。

语法：

delete ptr;    // 释放单个对象的内存
delete[] arr;  // 释放数组的内存

注意：释放内存后，建议将指针设置为nullptr，以避免悬空指针问题。

3. 示例代码：单个对象的动态内存分配和释放

#include <iostream>

int main() {
    // 使用 new 分配内存
    int* ptr = new int; // 动态分配一个整数
    *ptr = 42;          // 给动态分配的内存赋值

    // 打印分配的值
    std::cout << "值: " << *ptr << std::endl;

    // 使用 delete 释放内存
    delete ptr;

    // 避免悬空指针
    ptr = nullptr;

    return 0;
}

/*
程序解释：
1. 使用 new 在堆中分配一个整数的内存，并返回其地址。
2. 将值 42 存储到动态分配的内存中。
3. 使用 delete 释放内存，防止内存泄漏。
4. 将 ptr 设置为 nullptr，避免指向非法地址。
*/

4. 示例代码：动态数组的分配和释放

#include <iostream>

int main() {
    int n = 5; // 动态分配数组大小
    int* arr = new int[n]; // 分配动态数组

    // 初始化数组
    for (int i = 0; i < n; ++i) {
        arr[i] = i + 1; // 将值 1, 2, 3, 4, 5 赋给数组
    }

    // 打印数组内容
    std::cout << "数组内容: ";
    for (int i = 0; i < n; ++i) {
        std::cout << arr[i] << " ";
    }
    std::cout << std::endl;

    // 使用 delete[] 释放数组内存
    delete[] arr;

    // 避免悬空指针
    arr = nullptr;

    return 0;
}

/*
程序解释：
1. 使用 new 分配动态数组，大小为 n。
2. 初始化数组元素。
3. 使用 delete[] 释放数组内存。
4. 将 arr 设置为 nullptr 避免潜在问题。
*/