Как известно, в языке С для динамического выделения и освобождения памяти используются функции malloc() и free(). Вместе с тем С++ содержит два оператора, выполняющих выделение и освобождение памяти более эффективно и более просто. Этими операторами являются new и delete. Их общая форма имеет вид:
переменная_указатель = new тип_переменной;
delete переменная_указатель;
Здесь переменная_указaтель является указателем типа тип_переменной. Оператор new выделяет память для хранения значения типа тип_переменной и возвращает ее адрес. С помощью new могут быть размещены любые типы данных. Оператор delete освобождает память, на которую указывает указатель переменная_указатель.
Если операция выделения памяти не может быть выполнена, то оператор new генерирует исключение типа xalloc. Если программа не перехватит это исключение, тогда она будет снята с выполнения. Хотя для коротких программ такое поведение по умолчанию является удовлетворительным, для реальных прикладных программ обычно требуется перехватить исключение и обработать его соответствующим образом. Для того чтобы отследить это исключение, необходимо включить заголовочный файл except.h.
Оператор delete следует использовать только для указателей на память, выделенную с использованием оператора new. Использование оператора delete с другими типами адресов может породить серьезные проблемы.
Есть ряд преимуществ использования new перед использованием malloc(). Во-первых, оператор new автоматически вычисляет размер необходимой памяти. Нет необходимости в использовании оператора sizeof(). Более важно то, что он предотвращает случайное выделение неправильного количества памяти. Во-вторых, оператор new автоматически возвращает указатель требуемого типа, так что нет необходимости в использовании оператора преобразования типа. В-третьих, как скоро будет описано, имеется возможность инициализации объекта при использовании оператора new. И наконец, имеется возможность перегрузить оператор new и оператор delete глобально или по отношению к тому классу, который создается.
Ниже приведен простой пример использования операторов new и delete. Следует обратить внимание на использование блока try/catch для отслеживания ошибок выделения памяти.
#include <iostream.h>
#include <except.h>
int main()
{
int *p;
try {
p = new int; // выделение памяти для int
} catch (xalloc xa) {
cout << "Allocation failure.\n";
return 1;
}
*p = 20; // присвоение данному участку памяти значения 20
cout << *р; // демонстрация работы путем вывода значения
delete р; // освобождение памяти
return 0;
}
Эта программа присваивает переменной р адрес блока памяти, имеющего достаточный размер для того, чтобы содержать число целого типа. Далее этой памяти присваивается значение и содержимое памяти выводится на экран. Наконец, динамически выделенная память освобождается.
Как отмечалось, можно инициализировать память с использованием оператора new. Для этого надо указать инициализирующее значение в скобках после имени типа. Например, в следующем примере память, на которую указывает указатель р, инициализируется значением 99:
#include <iostream.h>
#include <except.h>
int main()
{
int *p;
try {
p = new int (99); // инициализация 99-ю
} catch (xalloc xa) {
cout << "Allocation failure.\n";
return 1;
}
cout << *p;
delete p;
return 0;
}
С помощью new можно размещать массивы. Общая форма для одномерного массива имеет вид:
переменная_указатель = new тип_переменной [размер];
Здесь размер определяет число элементов в массиве. Необходимо запомнить важное ограничение при размещении массива: его нельзя инициализировать.
Для освобождения динамически размещенного массива необходимо использовать следующую форму оператора delete:
delete [] переменная_указатель;
Здесь скобки [] информируют оператор delete, что необходимо освободить память, выделенную для массива.
В следующей программе выделяется память для массива из 10 элементов типа float. Элементам массива присваиваются значения от 100 до 109, а затем содержимое массива выводится на экран:
#include <iostream.h>
#include <except.h>
int main()
{
float *p;
int i;
try {
p = new float [10]; // получение десятого элемента массива
} catch(xalloc xa) {
cout << "Allocation failure.\n";
return 1;
}
// присвоение значений от 100 до 109
for (i=0; i<10; i + + ) p[i] = 100.00 + i;
// вывод содержимого массива
for (i=0; i<10; i++) cout << p[i] << " ";
delete [] p; // удаление всего массива
return 0;
}