Тема 12. Работа с динамической памятью

Свободная память, которой может распоряжаться программа а процессе своей работы, называется динамической памятью. В ней программа может выделять участки и получать к ним доступ через посредство указателей, а также освобождать те участки, которые становятся не нужны. Далее можно снова получать доступ к имеющейся свободной памяти, но уже для других целей, затем освобождать ненужные участки и так далее. Например, если мы обычным способом определим переменную и массив:

int k, mas[10];

то под переменную k и массив mas компилятор выделит память, которую уже нельзя будет освободить до самого конца работы программы. Здесь мы имеем дело со статической памятью.

k = 100; //заносим в k значение 100

for(int i=0; i<10; i++) //вводим в массив mas данные

mas[i] = i*k;

puts("Static memory:");

for(i=0; i<10; i++) //выводим данные из массива mas на экран

printf("%5d", mas[i]);

Однако память под переменную или массив можно выделить динамически, для чего нужно с помощью оператора new выделить участок свободной памяти и получить к нему доступ с помощью указателя. В дальнейшем этот участок можно освободить с помощью оператора delete, присоединяя его к области свободной памяти с целью возможного будущего использования для других целей. Тот же пример можно решить и так:

int *pk; //определяем указатель pk на целое число

pk = new int; //выделяем динамическую память под целое число и заносим в рk

//адрес ее начала

int *pmas; //определяем указатель pmas на целое число

pmas = new int[10]; //выделяем динамическую память под 10 целых чисел

//и заносим в рmas адрес ее начала

*pk = 100; //вводим в динамическую переменную значение 100

for(i=0; i<10; i++) //вводим в динамический массив данные

*(pmas+i) = i*(*pk);

puts("\n\nDynamic memory:");

for(i=0; i<10; i++) //выводим данные из динамического массива на экран

printf("%5d", *(pmas+i));

delete pk; //освобождаем динамическую память, занятую под переменную

delete []pmas; //освобождаем динамическую память, занятую под массив

Замечание 1. Инструкции определения указателя и выделения для него динамической памяти можно совместить. Тогда первые четыре строки, связанные с определением указателей и выделением динамической памяти, можно записать так:

int *pk = new int;

int *pmas = new int[10];

Замечание 2. В языке С имеется другая пара функций, связанных с распределением и освобождением динамической памяти: это функции malloc и free, которые описаны в заголовочном файле stdlib.h. Тот же пример с их использованием можно записать так:

int *pk;

pk = (int *) malloc(sizeof(int)); //выделяем динамическую память под //переменную целого типа

int *pmas;

pmas = (int *) malloc(10 * sizeof(int)); //выделяем динамическую память под массив

. . . //целого типа

. . .

. . .

free(pk); //освобождаем динамическую память, занятую под переменную

free(pmas); //освобождаем динамическую память, занятую под массив

Здесь (int *) - операция приведения к типу "указатель на целое", поскольку функция malloc возвращает указатель на void, который далее нужно преобразовать к нужному типу. Так как в качестве параметра в функцию malloc нужно передать число байт, которые будут выделены из свободной памяти под переменную или массив, то мы использовали функцию sizeof, которая возвращает длину в байтах, занимаемую переменной типа int. Как было сказано выше, первые четыре строки можно попарно совместить и записать так:

int *pk = (int *) malloc(sizeof(int));

int *pmas = (int *) malloc(10 * sizeof(int));