路虽远，行则将至
事虽难，做则必成
今天来主要讲C++中动态内存分配
其中会穿插一些C的内容以及两者的比较
如果对C语言中的动态内存分配还不够理解的同学
可以看看我之前的博客:C语言动态分配
在讲解C++的动态内存分配之前
我们先讲一下C++内存模型 ：
C++内存分配模型
C++程序在执行时，将内存大方向划分为4个区域：
代码区：存放函数体的二进制代码，由操作系统进行管理的
全局区：存放全局变量和静态变量以及常量
栈区：由编译器自动分配释放，存放函数的参数值，局部变量等
堆区：由程序员分配和释放，若程序员不释放，程序结束时由操作系统回收
意义：不同区域存放的数据，赋予不同的生命周期，给我们更大的灵活编程
栈区内存和堆区内存的区别
栈区内存是由编译器管理的，出了定义域就会被系统销毁
这里用代码展示：
#include<iostream>
using namespace std;
int* fun()
{
int a = 10; //局部变量存放在栈区，栈区的数据在函数执行完后释放
return &a; //返回变量a的地址
}
int main()
{
int* p = fun(); //接受函数fun的返回值
cout << "" << *p << endl;//这里能打印10是因为编译器在释放的会进行一次保留
cout << "" << *p << endl;//这里出现乱码是因为空间被编译器销毁了
system("pause");
return 0;
} 
1.第一次打印原值是因为编译器在释放时会进行一次保留
2.第二次出现乱码是因为出函数定义域空间被编译器销毁
由于栈区的内存出了定义域会被系统销毁不满足某些程序需求
于是我们引进了由程序员掌控的动态内存
堆区内存（也就是我们说的动态内存）是由我们程序员分配的，由程序员进行管理
C++中动态内存开辟关键字new
我们可以通过new和delete（关键字）操作符进行动态内存管理
#include<iostream>
using namespace std;
int* fun()
{
//利用new关键字可以将数据开辟到堆区
int* p = new int(10);//动态申请一个int类型的空间并初始化为10
return p;
}
int main()
{
int* ptr = fun();
cout << "" << *ptr << endl;
cout << "" << *ptr << endl;
delete ptr;//释放空间
system("pause");
return 0;
}
1.数据10是开辟在堆区的在程序没有结束之前是由程序员控制
2.指针本质也是局部变量放在栈上指针保存的数据是放在堆区
new还可以申请连续的空间：
#include<iostream> using namespace std; int main() { int* a = new int[5]; for (int i = 0; i < 5; i++) { a[i] = i; } for (int i = 0; i < 5; i++) { cout << "" << a[i] << endl; } delete[] a; system("pause"); return 0; }
注意：申请和释放单个元素的空间，使用 new和delete申请和释放连续的空间，使用new[]和delete[]注意：匹配起来使用
C&C++的动态开辟的区别
首先我们在介绍一下C语言中malloc开辟动态空间
#include<stdio.h>
#include<malloc.h>
#include<assert.h>
using namespace std;
int* fun()
{
int* p = (int*)malloc(sizeof(int));//开辟空间
assert(p);//断言开辟释放成功
*p = 10;
return p;
}
int main()
{
int* ptr = fun();
printf("%d\n", *ptr);
printf("%d\n", *ptr);
free(ptr);//释放空间
system("pause");
return 0;
}
C&C++的动态开辟的区别：
相同点：
都是从堆上申请空间，并且需要用户手动释放
不同点：
1. malloc 和 free 是 函数 ， new 和 delete 是 操作符
2. malloc申请的空间不会初始化，new可以初始化
3. malloc申请空间时，需要手动计算空间大小并传递，new只需在其后跟上空间的类型即可
如果是多个对象，[]中指定对象个数即可
4. malloc的返回值为void*, 在使用时必须强转，new不需要，因为new后跟的是空间的类型
5. malloc申请空间失败时，返回的是NULL，因此使用时必须判空，new不需要，但是new需
要捕获异常
C++中vector开辟动态数组
template < class T, class Alloc = allocator<T> > class vector
容器的大小：vector是一个动态数组，可以根据需要自动调整大小一 它会根据素的数量动态分配内存空间
vector还可以使用一些功能：
vector增删查改接口说明push_back （重点） 尾插pop_back （重点） 尾删find 查找（注意这个是算法模块实现，不是vector 的成员接口）insert 在position 之前插入 valerase 删除position 位置的数据swap 交换两个vector 的数据空间operator[ ] （重点） 像数组一样访问
选代器
vector提供了迭代器，可以用于遍历容器中的元素。可以使用 begin() 函数获取指向第个元素的迭代器，使用 end() 函数获取指向最后一个元素之后位置的迭代器
容器大小管理
可以使用 size() 函数获取vector中元素的数量，使用 empty() 函数检查vector是否为空
元素访问
可以通过索引来访闻vector中的元素。索引从0开始，最后一个元素的索引是 size 可以使用[]运算符或 at() 函数来访元素
接下来我们将介绍vector的常见用法（记得包含头文件#include <vector>哦）:
vector的初始化（1）
vector开辟5个整型大小的连续空间，未赋初值
<>尖括号为元素类型名，它可以是任何合法的数据类型
#include<iostream>
#include<vector>
using namespace std;
int main()
{
vector<int> a(5);//开辟动态数组
for (int i = 0; i < 5; i++)
{
a[i] = i;
}
for (int i = 0; i < 5; i++)
{
cout << a[i] << " ";
}
return 0;
} 
vector的初始化（2）
开辟5个整型大小的空间并赋值为1
#include<iostream>
#include<vector>
using namespace std;
int main()
{
vector<int> a(5,1);
for (int i = 0; i < 5; i++)
{
cout << a[i] << " ";
}
return 0;
} 
vector的初始化（3）
vector<int> v = { 1,3,5,7,9,2,4,6,8,0 };
可以直接给动态数组赋初值
vector的常见用法（1）：push_back
作用：将元素添加到vector的末尾
#include<iostream>
#include<vector>
using namespace std;
int main()
{
vector<int> v;
for (int i = 0; i < 10; ++i)
{
v.push_back(i);//尾插
}
for (int i = 0; i < 10; ++i)
{
cout << v[i] << " ";
}
return 0;
}
#include<iostream>
#include<vector>
using namespace std;
int main()
{
vector<int> v;
v.push_back(5);
v.push_back(2);
v.push_back(8);
v.push_back(1);
v.push_back(5);
for (int i = 0; i < v.size(); i++)//size计算数组的长度
{
cout << v[i] << " ";
}
return 0;
}
vector的常见用法（2）：迭代器
常用于排序
#include<iostream>
#include<vector>
#include<algorithm>
using namespace std;
int main()
{
vector<int> v = { 1,3,5,7,9,2,4,6,8,0 };
sort(v.begin(), v.end());
for (int i = 0; i < v.size(); i++)
{
cout << v[i] << " ";
}
return 0;
}
vector的常见用法（3）：erase
常用于排序去重
首先，需要对vector进行排序，以便相同的元素相邻。
然后，unique函数将重复的元素移动到vector的末尾，并返回一个指向第一个重复元素的迭代器
最后，可以使用v.erase函数将重复元素从vector中删除
#include <iostream>
#include <vector>
#include <algorithm>
using namespace std;
int main()
{
vector<int> v = { 2,1,3,2,4,1,5,4 };
sort(v.begin(), v.end()); //排序：1 1 2 2 3 4 4 5
auto rs = unique(v.begin(), v.end());//将重复元素丢在后面：1 2 3 4 5 1 2 4
v.erase(rs, v.end()); //从第一个重复元素开始到结束的都删除
for (const auto& num : v)
{
cout << num << " ";
}
return 0;
}
vector的常见用法（4）：empty
常用来检查vector是否为空
#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;
int main()
{
vector<int> v;
v.push_back(5);
v.push_back(2);
v.push_back(0);
v.erase(v.begin() + 2);//删除位置3的元素
if (v.empty())
{
cout << "vector为空" << endl;
}
else
{
cout << "vector不为空" << endl;
}
for (int i = 0; i < v.size(); i++)
{
cout << v[i] << " ";
}
cout << "\n";
v.clear();//清空vector中的元素
if (v.empty())
{
cout << "vector为空" << endl;
}
else
{
cout << "vector不为空" << endl;
}
return 0;
}
vector的常见用法（5）：find
在任何容器中查找指定元素，返回一个迭代器指向第一个匹配的元素
常用于在一组数据中查找某一元素是否存在
#include <algorithm>
#include <vector>
#include <iostream>
using namespace std;
int main()
{
vector<int> v = { 1,3,5,7,9,2,4,6,8,0};
auto it = find(v.begin(), v.end(), 3);
if (it != v.end())
cout << "找到了元素 " << *it << '\n';
else
cout << "找不到元素" << *it << '\n';
}
vector的常见用法（6）：pop_back
常用于删除末尾元素
#include <algorithm>
#include <vector>
#include <iostream>
using namespace std;
int main()
{
vector<int> v = { 1,3,5,7,9,2,4,6,8,0};
v.pop_back();
v.pop_back();
v.pop_back();
for (int i = 0; i < v.size(); i++)
{
cout << v[i] << " ";
}
return 0;
}
我们可以清晰的看到末尾的三个元素被删除了
vector的功能很强大，我感觉完全碾压malloc、new但是每个代码都有自己的运用场景
今天我们就介绍到这里啦
祝大家新年快乐 ！！！
