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C++ Academy · 课时

使用 new/delete 进行堆分配

管理动态内存

使用 new/delete 进行堆分配 是 CoddyKit 上的免费 C++ Academy 课时。 这是第 2 节课,共 4 节。 你可以在下方免费阅读本课时的完整内容 — 然后在浏览器中使用内置代码编辑器和全天候 AI 导师进行实践。 这是 C++ Academy 学习路径的一部分,你的进度在网页和 CoddyKit 应用中同步。 C++ Academy 课程共包含 4 节课。

使用动态内存分配

new 运算符会在堆(自由存储区)上分配对象,并返回指向该对象的指针。堆对象会一直存在,直到您显式释放它们。

#include <iostream>

int main() {
    int* p = new int(42);   // heap allocation
    std::cout << *p << "\n";
    delete p;               // release it
}

使用 delete 释放

每次 new 都必须恰好对应一次 delete。忘记释放会造成内存泄漏;释放两次则会破坏堆。

#include <iostream>

int main() {
    double* d = new double(3.5);
    std::cout << *d << "\n";
    delete d;     // exactly once
}

数组:new[] 和 delete[]

对于数组,请使用 new[] 以及与之匹配的 delete[]。将 new[] 与普通的 delete 混用属于未定义行为。

#include <iostream>

int main() {
    int* arr = new int[3]{1, 2, 3};
    for (int i = 0; i < 3; ++i) std::cout << arr[i] << "\n";
    delete[] arr;   // note the [ ]
}

为什么使用堆

当对象必须超出创建它的函数而继续存在,或对象大小只能在运行时确定时,请使用堆。除此之外,应优先使用栈。

堆的生命周期由手动管理

与栈不同,堆不会自动释放对象。您可以精确控制内存何时释放——也必须对此负责。

#include <iostream>

int* makeCounter() {
    return new int(0);   // survives the function
}

int main() {
    int* c = makeCounter();
    std::cout << *c << "\n";
    delete c;
}

delete 后将指针设为 nullptr

删除对象后,请将指针设为 nullptr,这样意外重用时会明确失败,而不会访问已释放的内存。

#include <iostream>

int main() {
    int* p = new int(9);
    delete p;
    p = nullptr;     // now p is safe to check
    if (!p) std::cout << "freed\n";
}

分配可能失败

如果系统内存不足,new 会抛出 std::bad_alloc。对于非常大的分配,这是确实可能发生的情况。

运行时大小的缓冲区

堆数组可以使用在运行时计算出的大小——而栈数组无法以可移植的方式做到这一点。

#include <iostream>

int main() {
    int n = 5;
    int* buf = new int[n];
    for (int i = 0; i < n; ++i) buf[i] = i * i;
    std::cout << buf[4] << "\n";
    delete[] buf;
}

优先使用智能指针

现代 C++ 会避免使用裸 new/delete。当指针离开作用域时,std::unique_ptr 和 std::make_unique 会自动释放内存。

#include <iostream>
#include <memory>

int main() {
    auto p = std::make_unique<int>(42);
    std::cout << *p << "\n";
}   // freed automatically

堆的代价

堆分配比栈慢:它需要寻找空闲区块并更新管理信息。频繁进行微小分配可能会损害性能。

匹配每次分配

黄金法则是:每次单个对象分配都需要一次 delete,每次数组分配都需要一次 delete[]。更好的做法是让智能指针替您处理。

快速检查

测试您对堆分配的理解。

回顾

您已经学会使用 new/new[] 在堆上分配对象,并使用 delete/delete[] 释放对象。堆对象的生命周期可以超出其作用域,但需要手动清理。请匹配每次分配,将已释放的指针置空,并在现代代码中优先使用 std::unique_ptr。

常见问题解答

「使用 new/delete 进行堆分配」课时是免费的吗?

是的 — 「使用 new/delete 进行堆分配」的完整文本可在网页上免费阅读。要进行交互式练习(内置代码编辑器和全天候 AI 导师)并解锁 C++ Academy 课程的其余内容,请升级到 CoddyKit PRO。 C++ Academy 课程共包含 4 节课。

「使用 new/delete 进行堆分配」这节课中我会学到什么?

管理动态内存 你通过在浏览器中直接运行的动手代码来练习 C++ Academy,全天候 AI 导师会在你学习这节课的过程中回答你的问题。

学习 C++ Academy 需要有经验吗?

无需任何先前经验。CoddyKit 上的 C++ Academy 课程适合初学者到高级学习者,你可以从这里开始或从头开始,按照自己的节奏学习。 这是第 2 节课,共 4 节。

「使用 new/delete 进行堆分配」课时需要多长时间?

大多数 CoddyKit 课程大约需要 5–10 分钟。每节课都很精短且互动,所以你能稳步进步,并在网页和应用中从离开的地方继续。

我能在这节 C++ Academy 课中编写并运行代码吗?

能。每节 C++ Academy 课都包含内置代码编辑器,你可以在浏览器中直接编写并运行真实代码,并获得即时 AI 反馈 — 无需本地设置。

此课程中的所有课时

  1. 栈分配
  2. 使用 new/delete 进行堆分配
  3. 对象生命周期
  4. 常见内存错误
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