读书笔记之 C++ Primer(3)

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数组:
  
    整型数组:
    字符串数组:


得:

1) C++中数组下标是从0开始,为了访问数组中的最后一个元素,我们要索引数组长度

-1的位置;
2) C++不支持整个数组的操作,比如,不同把一个数组赋值给另外一个数组,也不能知

道数组的大小,对两个数组进行相等的比较;
3) 静态内存分配:  编译器在处理程序源代码时分配;     效率高,缺少灵活性
    动态内存分配:  程序执行时调用运行时刻库函数来分配;

    区别: 效率与灵活性的平衡;

    对于处理和存储任意的文本文件,静态分配无法满足;也就是说,当处理的问题未

知大小规模的时候,无法用静态分配完成,因为静态分配是程序执行之前就规定死了的

,而一旦大小无法确定就无法规定了。

4) 指针
     int ival = 1024; // 这个式子与ival相关联的值有两个,一个是1024;一个是

ival在内存中的地址
     int *pint;      // 一个指向int类型的指针(其他类型的指针怎么定义??)
     pint = &ival;   // 把ival的地址赋值给pint
     *pint = *pint+1;  // 相当于 ival =ival +1;

     pint 相当于一个地址,*pint就是取出地址中的值;
     ival是地址中的值,&ival就是取出值对应的地址;
(相当于: 东方路100号住着老王,那么老王就是ival,pint就是东方路100号,对老王

用&操作可以知道地址是东方路100号,对东方路100号用*操作可以知道里面住着老王)

5) 静态&动态内存分配的两个主要区别:
    一,静态的对象是有名字的,可以对名字直接进行操作,比如我们知道东方路100号

里面住着老王,我们可以直接对老王进行操作;而动态是不知道名字的,就相当于东方

路100号是个旅馆,不知道里面会住的谁;
   二,静态的分配程序员不需要去作,而动态必须通过new 和 delete两个表达式来完

成且容易出错;

    对于动态分配,唯一的访问办法是通过指针对地址进行操作;

6) new 和 delete:
 
     new的两个版本:  int *pint = new int(1024); //分配了一个没有名字的int类

型对象,对象的初值为1024,然后表达式返回对象在内存中的地址。接着,这个地址被用

来初始化对象pint。(??这个地址如何确定,随机的?或者编译的时候预先给出了对

应pint,假如这样那么分配对少内存给pint?如果预先分配,那么怎么知道pint的类型呢

?)(相当于东方路100号分给了老王,但是程序不知道老王是谁,只知道是个人,他现

在住在东方路100号,new就相当于给老王分房子的指令)

    int *pia = new int[1024]; // 分配了一个含有1024个整数元素的数组,但我们没

办法知道这1024个元素的显式初值(相当于我们让1024个人住进了东方路100号,但对程

序来说,他只知道住进了1024个人,具体是谁不知道)


    deleter 与之对应的两个版本;
    delete pint;   //删除单个对象

    delete []pia;   //删除一个对象数组(??[]为什么在前面)

7) 忘了delete的后果,产生内存泄漏,就相当于这个地址只能用一次,其实就相当于

静态分配了(这里忽略了一个很重要的问题,如果多次执行,那么内存就不断的被消耗

,最终导致系统出错,并不是简单的相当于静态分配,看来我的敏感性不够,难怪我不

是黑客,哎~~~~~~~~~~)


疑问:

1) ++index 与index++是否有区别;
2) 为什么C++不把数组作为一等公民?出于什么考虑?仅仅是因为从C继承过来的吗?
3) 所有的例子都是用int来说的,其他类型的时候有何同异???

    比如如何使用new 和delete 来处理char,

    char *pia = new char[6];   //这个应该没有错,套用的int 格式;但是如果我要

给他赋值为“hello”怎么办???

    char *pia = new char("hello");   // 好像不对,有大虾看到指正一下,拜!!
  
    char *pia = "hello";      // 这个应该没问题,但是new 应该加在哪儿?


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练习2.3
说出下面定义的四个对象之间的区别
(a) int ival = 1024; //给ival一个内存空间,并初始化为1024
(c) int *pi2 = new int( 1024 );  // 将指针*pi2指定的内存空间赋值为1024
(b) int *pi = &ival;   // 将*pi指定的内存空间赋值为ival的地址
(d) int *pi3 = new int[ 1024 ];  // 将指针*pi3指定的内存空间存放一个1024个元

素的数组

练习2.4
下面的代码段是做什么的有什么严重错误注意指针pia 的下标操作符的用法是正
确的在3.9.2 节中我们会解释其理由
int *pi = new int( 10 );
int *pia = new int[ 10 ];
while ( *pi < 10 ) {
pia[ *pi ] = *pi;                 //不能对动态指针分配中的数组进行显式赋值
*pi = *pi + 1;
}
delete pi;
delete [] pia;

 

 


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内存分配方式有三种:

(1) 从静态存储区域分配。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。例如全局变量,static变量。

(2) 在栈上创建。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。栈内存分配运算内置于处理器的指令集中,效

率很高,但是分配的内存容量有限。

(3) 从堆上分配,亦称动态内存分配。程序在运行的时候用malloc或new申请任意多少

的内存,程序员自己负责在何时用free或delete释放内存。动态内存的生存期由我们决

定,使用非常灵活,但问题也最多。


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常见的内存错误及其对策
   发生内存错误是件非常麻烦的事情。编译器不能自动发现这些错误,通常是在程序运

行时才能捕捉到。而这些错误大多没有明显的症状,时隐时现,增加了改错的难度。有

时用户怒气冲冲地把你找来,程序却没有发生任何问题,你一走,错误又发作了。


常见的内存错误及其对策如下:

1)  内存分配未成功,却使用了它。

  编程新手常犯这种错误,因为他们没有意识到内存分配会不成功。常用解决办法是,

在使用内存之前检查指针是否为NULL。如果指针p是函数的参数,那么在函数的入口处用

assert(p!=NULL)进行检查。如果是用malloc或new来申请内存,应该用if(p==NULL) 或

if(p!=NULL)进行防错处理。

 

2) 内存分配虽然成功,但是尚未初始化就引用它。

犯这种错误主要有两个起因:一是没有初始化的观念;二是误以为内存的缺省初值全为

零,导致引用初值错误(例如数组)。

内存的缺省初值究竟是什么并没有统一的标准,尽管有些时候为零值,我们宁可信其无

不可信其有。所以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,不要嫌麻烦。

 

3) 内存分配成功并且已经初始化,但操作越过了内存的边界。

例如在使用数组时经常发生下标“多1”或者“少1”的操作。特别是在for循环语句中,

循环次数很容易搞错,导致数组操作越界。

 

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。刚开始时系统的内存充足,你看不

到错误。终有一次程序突然死掉,系统出现提示:内存耗尽。

动态内存的申请与释放必须配对,程序中malloc与free的使用次数一定要相同,否则肯

定有错误(new/delete同理)。

 

5) 释放了内存却继续使用它。

有三种情况:

(1)程序中的对象调用关系过于复杂,实在难以搞清楚某个对象究竟是否已经释放了内

存,此时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。

(2)函数的return语句写错了,注意不要返回指向“栈内存”的“指针”或者“引用”

,因为该内存在函数体结束时被自动销毁。

(3)使用free或delete释放了内存后,没有将指针设置为NULL。导致产生“野指针”。

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【规则7-2-1】用malloc或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。

【规则7-2-2】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。

【规则7-2-3】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。

【规则7-2-4】动态内存的申请与释放必须配对,防止内存泄漏。

【规则7-2-5】用free或delete释放了内存之后,立即将指针设置为NULL,防止产生“野

指针”。

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数组与指针的区别

  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。

  数组要么在静态存储区被创建(如全局数组),要么在栈上被创建。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。

区别之一: 数组单独可修改,指针单独不可修改

char a[] = "hello";   // a[]的内容为hello\0
a[0] = 'X';           // 可单独对a[0]作修改

char *pia = "world";   // pia 指向常量字符串
pia[0] = 'X';          // 错了,不可以单独对其中的一个元素进行赋值操作


区别之二:  直接赋值与比较

 不能对数组名进行直接复制与比较。示例中,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。

  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。

 

// 数组

char a[] = "hello";
char b[10];
strcpy(b,a);         // a对b 赋值,注意不可以用 b = a;
if(strcmp(b,a) == 0) // 比较a与b,不能用if(b = a);

// 指针

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


区别之三  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。(???如何在申请时

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。示例中,不

论数组a的容量是多少,sizeof(a)始终等于sizeof(char *)。

char a[] = "hello world";
char *p = a;

cout << sizeof(a) << endl;   // 显示为12
cout << sizeof(p) << endl;   // 显示为4
◎◎◎◎◎◎◎◎◎◎◎◎◎◎

void Func(char a[100])
{
   cout << sizeof(a) << endl; // 显示为4而非100字节,数组退化为指针

}

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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7-4-1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?

 

void GetMemory(char *p, int num)

{

    p = (char *)malloc(sizeof(char) * num);

}
 
void Test(void)

{

    char *str = NULL;

    GetMemory(str, 100);    // str 仍然为 NULL 

    strcpy(str, "hello");   // 运行错误

}
 

示例7-4-1 试图用指针参数申请动态内存

 

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

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7-4-2。

 

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); 

}
 

示例7-4-2用指向指针的指针申请动态内存

 

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7-4-3。

 

char *GetMemory3(int num)

{

    char *p = (char *)malloc(sizeof(char) * num);

    return p;

}
 
void Test3(void)

{

    char *str = NULL;

    str = GetMemory3(100); 

    strcpy(str, "hello");

    cout<< str << endl;

    free(str); 

}
 

示例7-4-3 用函数返回值来传递动态内存

 

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7-4-4。

 

char *GetString(void)

{

    char p[] = "hello world";

    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;

}
 

示例7-4-4 return语句返回指向“栈内存”的指针

 

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。

如果把示例7-4-4改写成示例7-4-5,会怎么样?

 

char *GetString2(void)

{

    char *p = "hello world";

    return p;

}
 
void Test5(void)

{

    char *str = NULL;

    str = GetString2();

    cout<< str << endl;

}
 

示例7-4-5 return语句返回常量字符串

 

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。

 

 

 

 


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解决C++中动态内存分配引发的问题 http://www.it.com.cn/f/edu/0410/21/37810.htm

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