Невозможно выделить память для массива постоянного нулевого размера

Обновлено: 07.07.2024

Существует единственное числовое значение, которое можно присвоить непосредственно указателю – это NULL. Нулевой адрес – особый, по этому адресу не может храниться ни одна переменная. То есть указатель, имеющий нулевое значение указывает в "никуда", к такому указателю нельзя применить оператор разыменования.

Библиотечные функции malloc (calloc) или оператор new используют функцию операционной системы для выделения памяти. Если затребованный размер памяти слишком большой (а также при попытке создать массив из нуля или отрицательного числа элементов), операционная система не будет выделять память и тогда функции или оператору вернет нулевое значение ( NULL ).

Пример:

printf ("Требуемая память не выделена!");

Выделение памяти под одномерный динамический массив

Для того чтобы выделить память под одномерный динамический массив в языке С++ существует 2 способа.

1) при помощи операции new, которая выделяет для размещения массива участок динамической памяти соответствующего размера и не позволяет инициализировать элементы массива.

/*выделение динамической памяти размером 100*sizeof(int) байтов*/

mas = new int [100];

/*выделение динамической памяти размером n*sizeof(double) байтов*/

double *m = new double [n];

При выделении динамической памяти размеры массива должны быть полностью определены.

2) при помощи библиотечной функции malloc (calloc)

/*выделение динамической памяти размером 10*sizeof(float) байтов*/

Так как функция malloc (calloc) возвращает нетипизированный указатель void *, то необходимо выполнять преобразование полученного нетипизированного указателя в указатель объявленного типа.

Двумерные динамические массивы

Операции calloc, malloc, new позволяют выделять только одномерные массивы, поэтому для работы с многомерными массивами необходимо воспринимать их как массив указателей на другие массивы. Для примера рассмотрим задачу выделения динамической памяти под массив чисел размера n на m.

1Ый способ

На первом шаге выделяется указатель на массив указателей, а на втором шаге, в цикле каждому указателю из массива выделяется массив чисел в памяти: int ** a = new int*[n];

for (int i = 0; i != n; ++i)

Однако, этот способ плох тем, что в нём требуется n+1 выделение памяти, а это достаточно дорогая по времени операция.

2Ой способ

На первом шаге выделение массива указателей и массива чисел размером n на m. На втором шаге каждому указателю из массива ставится в соответствие строка в массиве чисел. int ** a = new int*[n];

for (int i = 1; i != n; ++i)

В данном случае требуется всего 2 выделения памяти.

Для освобождения памяти требуется выполнить:

1ый способ: for (int i = 0; i != n; ++i) delete [] a[i];

delete [] a; 2ой способ: delete [] a[0];

delete [] a; Таким образом, второй способ опять же требует гораздо меньше вызовов функции delete [], чем первый.

Тут вы можете оставить комментарий к выбранному абзацу или сообщить об ошибке.

1. В книге Харбисона и Стила "Язык С с примерами" (2011 года, стр. 162) указывается, что запись функции вида:
void getArray(int nstr, int ncol, int a[nstr][ncol])
является корректным. Я не очень понял, как тогда нужно объявлять массив "a" в основной программе для правильного вызова функции.
2. В книге по C, по-моему, Шилда указано, что в функциях можно использовать локальные массивы конструкции:

error C2466: невозможно выделить память для массива постоянного нулевого размера

Может быть я неправильно понял изложенное в этих книгах? Прикрепляю проект, который компилировал и как С++, и как С. Посмотрите, пожалуйста, может быть я что-то делаю неправильно.
Прикреплённый файл My_ConsConly.zip (2,21 Кбайт, скачиваний: 81)

2. В книге по C, по-моему, Шилда указано, что в функциях можно использовать локальные массивы конструкции:

Или ты не так понял, или выкинь книгу. При объявлении массива nrow и ncol должны быть константами.

В Стандарте C99 разрешаются локальные в функциях массивы с неконстанстными размерами. В Стандарте C++ такого нет за ненадобностью. Но по-любому массивы в параметрах функций сводятся к указателям. Оно является коррекным в любой ревизии C/C++, но будет игнорироваться.

2. В книге по C, по-моему, Шилда указано, что в функциях можно использовать локальные массивы конструкции:

Или ты не так понял, или выкинь книгу. При объявлении массива nrow и ncol должны быть константами.

В С++. В С - можно и не константами(в C99).
Кстати, новый же стандарт C++ хотели привести в соответствие с C99

Кстати, новый же стандарт C++ хотели привести в соответствие с C99

C99 так и не стал основным стандартом C. Все еще существуют компиляторы не поддерживаюшие этот стандарт, и это считается нормальным.

Учитывая, что в C++ и массивы C89 с константным размером считаются плохим тоном, то становится понятным, почему в стандарт C++ не стали вводить массивы с неизвестным на момент компиляции размером. Тем более, что у C99 и C++ и так хватает несоответствий. Вдобавок подобная таким массивам конструкция, реализованная средствами C++, практически не отличается результатом компиляции.

В предыдущей главе уже обсуждалось, что локальные переменные кладутся на стек и существую до тех пор, пока мы не вышли из функции. С одной стороны, это позволяет автоматически очищать память, с другой стороны, существует необходимость в переменных, время жизни которых мы можем контролировать самостоятельно. Кроме того, нам необходимо динамическое выделение памяти, когда размер используемого пространства заранее не известен. Для этого используется выделение памяти на куче. Недостатков у такого подхода два: во-первых, память необходимо вручную очищать, во-вторых, выдеение памяти – достаточно дорогостоящая операция.

Для выделения памяти на куче в си используется функция malloc (memory allocation) из библиотеки stdlib.h

Функция выделяет size байтов памяти и возвращает указатель на неё. Если память выделить не удалось, то функция возвращает NULL. Так как malloc возвращает указатель типа void, то его необходимо явно приводить к нужному нам типу. Например, создадим указатель, после этого выделим память размером в 100 байт.

После того, как мы поработали с памятью, необходимо освободить память функцией free.
Используя указатель, можно работать с выделенной памятью как с массивом. Пример: пользователь вводит число – размер массива, создаём массив этого размера и заполняем его квадратами чисел по порядку. После этого выводим и удаляем массив.

Здесь (int *) – приведение типов. Пишем такой же тип, как и у указателя.
size * sizeof(int) – сколько байт выделить. sizeof(int) – размер одного элемента массива.
После этого работаем с указателем точно также, как и с массивом. В конце не забываем удалять выделенную память.

Теперь представим на рисунке, что у нас происходило. Пусть мы ввели число 5.

Функция malloc выделила память на куче по определённому адресу, после чего вернула его. Теперь указатель p хранит этот адрес и может им пользоваться для работы. В принципе, он может пользоваться и любым другим адресом.
Когда функция malloc "выделяет память", то она резервирует место на куче и возвращает адрес этого участка. У нас будет гарантия, что компьютер не отдаст нашу память кому-то ещё. Когда мы вызываем функцию free, то мы освобождаем память, то есть говорим компьютеру, что эта память может быть использована кем-то другим. Он может использовать нашу память, а может и нет, но теперь у нас уже нет гарантии, что эта память наша. При этом сама переменная не зануляется, она продолжает хранить адрес, которым ранее пользовалась.

Это очень похоже на съём номера в отеле. Мы получаем дубликат ключа от номера, живём в нём, а потом сдаём комнату обратно. Но дубликат ключа у нас остаётся. Всегда можно зайти в этот номер, но в нём уже кто-то может жить. Так что наша обязанность – удалить дубликат.

Иногда думают, что происходит "создание" или "удаление" памяти. На самом деле происходит только перераспределение ресурсов.

Освобождение памяти с помощью free

Т еперь рассмотри, как происходит освобождение памяти. Переменная указатель хранит адрес области памяти, начиная с которого она может им пользоваться. Однако, она не хранит размера этой области. Откуда тогда функция free знает, сколько памяти необходимо освободить?

1. Можно создать карту, в которой будет храниться размер выделенного участка. Каждый раз при освобождении памяти компьютер будет обращаться к этим данным и получать нужную информацию.
2. Второе решение более распространено. Информация о размере хранится на куче до самих данных. Таким образом, при выделении памяти резервируется места больше и туда записывается информация о выделенном участке. При освобождении памяти функция free "подсматривает", сколько памяти необходимо удалить.

Работа с двумерными и многомерными массивами

Д ля динамического создания двумерного массива сначала необходимо создать массив указателей, после чего каждому из элементов этого массива присвоить адрес нового массива.
Для удаления массива необходимо повторить операцию в обратном порядке - удалить сначала подмассивы, а потом и сам массив указателей.

1. Создавать массивы "неправильной формы", то есть массив строк, каждая из которых имеет свой размер.
2. Работать по отдельности с каждой строкой массива: освобождать память или изменять размер строки.

Создадим "треугольный" массив и заполним его значениями

Чтобы создать трёхмерный массив, по аналогии, необходимо сначала определить указатель на указатель на указатель, после чего выделить память под массив указателей на указатель, после чего проинициализировать каждый из массивов и т.д.

calloc

Ф ункция calloc выделяет n объектов размером m и заполняет их нулями. Обычно она используется для выделения памяти под массивы. Синтаксис

realloc

Е щё одна важная функция – realloc (re-allocation). Она позволяет изменить размер ранее выделенной памяти и получает в качестве аргументов старый указатель и новый размер памяти в байтах:

Функция realloc может как использовать ранее выделенный участок памяти, так и новый. При этом не важно, меньше или больше новый размер – менеджер памяти сам решает, где выделять память.
Пример – пользователь вводит слова. Для начала выделяем под слова массив размером 10. Если пользователь ввёл больше слов, то изменяем его размер, чтобы хватило места. Когда пользователь вводит слово end, прекращаем ввод и выводим на печать все слова.

Хочу обратить внимание, что мы при выделении памяти пишем sizeof(char*), потому что размер указателя на char не равен одному байту, как размер переменной типа char.

Ошибки при выделении памяти

1. Бывает ситуация, при которой память не может быть выделена. В этом случае функция malloc (и calloc) возвращает NULL. Поэтому, перед выделением памяти необходимо обнулить указатель, а после выделения проверить, не равен ли он NULL. Так же ведёт себя и realloc. Когда мы используем функцию free проверять на NULL нет необходимости, так как согласно документации free(NULL) не производит никаких действий. Применительно к последнему примеру:

Хотелось бы добавить, что ошибки выделения памяти могут случиться, и просто выходить из приложения и выкидывать ошибку плохо. Решение зависит от ситуации. Например, если не хватает памяти, то можно подождать некоторое время и после этого опять попытаться выделить память, или использовать для временного хранения файл и переместить туда часть объектов. Или выполнить очистку, сократив используемую память и удалив ненужные объекты.

2. Изменение указателя, который хранит адрес выделенной области памяти. Как уже упоминалось выше, в выделенной области хранятся данные об объекте - его размер. При удалении free получает эту информацию. Однако, если мы изменили указатель, то удаление приведёт к ошибке, например

Таким образом, если указатель хранит адрес, то его не нужно изменять. Для работы лучше создать дополнительную переменную указатель, с которой работать дальше.

3. Использование освобождённой области. Почему это работает в си, описано выше. Эта ошибка выливается в другую – так называемые висячие указатели (dangling pointers или wild pointers). Вы удаляете объект, но при этом забываете изменить значение указателя на NULL. В итоге, он хранит адрес области памяти, которой уже нельзя воспользоваться, при этом проверить, валидная эта область или нет, у нас нет возможности.

Эта программа отработает и выведет мусор, или не мусор, или не выведет. Поведение не определено.

Если же мы напишем

то программа выкинет исключение. Это определённо лучше, чем неопределённое поведение. Если вы освобождаете память и используете указатель в дальнейшем, то обязательно обнулите его.

4. Освобождение освобождённой памяти. Пример

Здесь дважды вызывается free для переменной a. При этом, переменная a продолжает хранить адрес, который может далее быть передан кому-нибудь для использования. Решение здесь такое же как и раньше - обнулить указатель явно после удаления:

5. Одновременная работа с двумя указателями на одну область памяти. Пусть, например, у нас два указателя p1 и p2. Если под первый указатель была выделена память, то второй указатель может запросто скомпрометировать эту область:

Рассмотрим код ещё раз.

Теперь оба указателя хранят один адрес.

А вот здесь происходит непредвиденное. Мы решили выделить под p2 новый участок памяти. realloc гарантирует сохранение контента, но вот сам указатель p1 может перестать быть валидным. Есть разные ситуации. Во-первых, вызов malloc мог выделить много памяти, часть которой не используется. После вызова ничего не поменяется и p1 продолжит оставаться валидным. Если же потребовалось перемещение объекта, то p1 может указывать на невалидный адрес (именно это с большой вероятностью и произойдёт в нашем случае). Тогда p1 выведет мусор (или же произойдёт ошибка, если p1 полезет в недоступную память), в то время как p2 выведет старое содержимое p1. В этом случае поведение не определено.

Два указателя на одну область памяти это вообще-то не ошибка. Бывают ситуации, когда без них не обойтись. Но это очередное минное поле для программиста.

Различные аргументы realloc и malloc.

При вызове функции malloc, realloc и calloc с нулевым размером поведение не определено. Это значит, что может быть возвращён как NULL, так и реальный адрес. Им можно пользоваться, но к нему нельзя применять операцию разадресации.
Вызов realloc(NULL, size_t) эквиваленте вызову malloc(size_t).
Однако, вызов realloc(NULL, 0) не эквивалентен вызову malloc(0) :) Понимайте это, как хотите.

Примеры

1. Простое скользящее среднее равно среднему арифметическому функции за период n. Пусть у нас имеется ряд измерений значения функции. Часто эти измерения из-за погрешности "плавают" или на них присутствуют высокочастотные колебания. Мы хотим сгладить ряд, для того, чтобы избавиться от этих помех, или для того, чтобы выявить общий тренд. Самый простой способ: взять n элементов ряда и получить их среднее арифметическое. n в данном случае - это период простого скользящего среднего. Так как мы берём n элементов для нахождения среднего, то в результирующем массиве будет на n чисел меньше.

Это простой пример. Большая его часть связана со считыванием данных, вычисление среднего всего в девяти строчках.

2. Сортировка двумерного массива. Самый простой способ сортировки - перевести двумерный массив MxN в одномерный размером M*N, после чего отсортировать одномерный массив, а затем заполнить двумерный массив отсортированными данными. Чтобы не тратить место под новый массив, мы поступим по-другому: если проходить по всем элементам массива k от 0 до M*N, то индексы текущего элемента можно найти следующим образом:
j = k / N;
i = k - j*M;
Заполним массив случайными числами и отсортируем

3. Бином Ньютона. Создадим треугольную матрицу и заполним биномиальными коэффициентами

Если Вы желаете изучать этот материал с преподавателем, советую обратиться к репетитору по информатике

Всё ещё не понятно? – пиши вопросы на ящик

Операторы new и delete[] . Выделение памяти для структурных переменных, объектов классов, массивов. Инициализация выделенной памяти. Пример перераспределения ранее выделенной памяти

Содержание

1. Пример динамического выделения памяти для структурной переменной
2. Пример динамического выделения памяти для объекта класса
3. Как выделить память для массива оператором new ? Общая форма
4. Как освободить память выделенную для массива оператором delete[] ? Общая форма
5. Пример динамического выделения и освобождения памяти для массива указателей на базовый тип
6. Пример выделения памяти для массива структурных переменных и его использование
7. Пример выделения и освобождения памяти для массива объектов. Инициализация массива объектов
8. Как перераспределить память, если нужно динамически увеличить (уменьшить) размер массива? Перераспределение памяти для структур, инициализация структур. Пример

Поиск на других ресурсах:

1. Пример динамического выделения памяти для структурной переменной

Выделение и освобождение памяти для структурной переменной. Пусть дана структура Date , которая имеет следующее описание:

Тогда, чтобы выделить и использовать память для переменной типа struct Date нужно написать приблизительно следующий код:

2. Пример динамического выделения памяти для объекта класса

В примере динамично выделяется память для указателя на объект класса CDayWeek . Пример реализован для приложения типа Console Application .

3. Как выделить память для массива оператором new ? Общая форма

Оператор new может быть использован для выделения памяти для массива. Общая форма оператора new в случае выделения памяти для массива:

4. Как освободить память выделенную для массива оператором delete[] ? Общая форма

Для освобождения памяти, выделенной под массив, оператор delete имеет следующую форму использования:

где ptrArray – имя массива, для которого выделяется память.

5. Пример динамического выделения и освобождения памяти для массива указателей на базовый тип

В примере выделяется память для массива указателей на тип float . Затем элементы массива заполняются произвольными значениями. После этого, выделенная память освобождается оператором delete[] .

6. Пример выделения памяти для массива структурных переменных и его использование

В примере демонстрируется выделение и освобождение памяти для массива из 3-х структур типа TStudent . Также продемонстрированы способы доступа к полям заданного элемента в массиве структур.

7. Пример выделения и освобождения памяти для массива объектов. Инициализация массива объектов

В примере демонстрируется выделение памяти для массива объектов оператором new . После использования массива, происходит уничтожение выделенной памяти оператором delete .

В вышеприведенном коде, внутренняя переменная в массиве объектов инициализируется значением 1, так как такое значение задано в конструкторе без параметров CMonth()

Этот конструктор выступает инициализатором массива. Однако, в классе реализован еще один конструктор – конструктор с 1 параметром или параметризованный конструктор. Согласно синтаксису C++, массив объектов не может быть инициализирован параметризованным конструктором. Поэтому, в классе CMonth обязательно должен быть реализован конструктор без параметров.

Если конструктор без параметров CMonth() убрать из кода класса, то невозможно будет выделить память для массива объектов. Можно будет выделять память для одиночных объектов, но не для массива.

Вывод: если нужно выделить память для массива объектов некоторого класса, то этот класс обязательно должен иметь реализацию конструктора без параметров.

8. Как перераспределить память, если нужно динамически увеличить (уменьшить) размер массива? Перераспределение памяти для структур, инициализация структур. Пример

В примере демонстрируется процесс перераспределения памяти для типа структуры DayWeek . Выделение и перераспределение памяти динамически есть основным преимуществом этого способа по сравнению со статическим выделением памяти. Память в программе можно выделять когда нужно и сколько нужно.

В структуре DayWeek реализован конструктор без параметров (по умолчанию), который инициализирует массив структур значением по умолчанию ( d =1).

В функции main() сначала выделяется память для массива из 5 структур. Затем эта память перераспределяется для массива из 7 структур. Для этого используется дополнительный указатель p2 .

При перераспределении сначала память выделяется для p2 (7 элементов). Затем копируются данные из p в p2 . После этого освобождается память, которая была выделена для указателя p (5 элементов).

На следующем шаге значение p устанавливается равным значению p2 . Таким образом, оба указателя указывают на одну и ту же область памяти.

Статическое выделение памяти выполняется для статических и глобальных переменных. Память выделяется один раз (при запуске программы) и сохраняется на протяжении работы всей программы.

Автоматическое выделение памяти выполняется для параметров функции и локальных переменных. Память выделяется при входе в блок, в котором находятся эти переменные, и удаляется при выходе из него.

Динамическое выделение памяти является темой этого урока.

Динамическое выделение переменных

Как статическое, так и автоматическое распределение памяти имеют два общих свойства:

Размер переменной/массива должен быть известен во время компиляции.

Выделение и освобождение памяти происходит автоматически (когда переменная создается/уничтожается).

В большинстве случаев с этим всё ОК. Однако, когда дело доходит до работы с пользовательским вводом, то эти ограничения могут привести к проблемам.

Например, при использовании строки для хранения имени пользователя, мы не знаем наперед насколько длинным оно будет, пока пользователь его не введет. Или нам нужно создать игру с непостоянным количеством монстров (во время игры одни монстры умирают, другие появляются, пытаясь, таким образом, убить игрока).

Если нам нужно объявить размер всех переменных во время компиляции, то самое лучшее, что мы можем сделать — это попытаться угадать их максимальный размер, надеясь, что этого будет достаточно:

char name [ 30 ] ; // будем надеяться, что пользователь введет имя длиной менее 30 символов! Polygon rendering [ 40000 ] ; // этому 3D-рендерингу лучше состоять из менее чем 40000 полигонов!

Это плохое решение, по крайней мере, по трем причинам:

Во-первых, теряется память, если переменные фактически не используются или используются, но не все. Например, если мы выделим 30 символов для каждого имени, но имена в среднем будут занимать по 15 символов, то потребление памяти получится в два раза больше, чем нам нужно на самом деле. Или рассмотрим массив rendering : если он использует только 20 000 полигонов, то память для других 20 000 полигонов фактически тратится впустую (т.е. не используется)!

В Visual Studio это можно проверить, запустив следующий фрагмент кода:

int array [ 1000000000 ] ; // выделяем 1 миллиард целочисленных значений

Лимит в 1МБ памяти может быть проблематичным для многих программ, особенно где используется графика.

Для динамического выделения памяти одной переменной используется оператор new:

new int ; // динамически выделяем целочисленную переменную и сразу же отбрасываем результат (так как нигде его не сохраняем)

В примере, приведенном выше, мы запрашиваем выделение памяти для целочисленной переменной из операционной системы. Оператор new возвращает указатель, содержащий адрес выделенной памяти.

Для доступа к выделенной памяти создается указатель:

int * ptr = new int ; // динамически выделяем целочисленную переменную и присваиваем её адрес ptr, чтобы затем иметь доступ к ней

Затем мы можем разыменовать указатель для получения значения:

* ptr = 8 ; // присваиваем значение 8 только что выделенной памяти

Вот один из случаев, когда указатели полезны. Без указателя с адресом на только что выделенную память у нас не было бы способа получить доступ к ней.

Как работает динамическое выделение памяти?

На вашем компьютере имеется память (возможно, большая её часть), которая доступна для использования программами. При запуске программы ваша операционная система загружает эту программу в некоторую часть этой памяти. И эта память, используемая вашей программой, разделена на несколько частей, каждая из которых выполняет определенную задачу. Одна часть содержит ваш код, другая используется для выполнения обычных операций (отслеживание вызываемых функций, создание и уничтожение глобальных и локальных переменных и т.д.). Мы поговорим об этом чуть позже. Тем не менее, большая часть доступной памяти компьютера просто находится в ожидании запросов на выделение от программ.

Когда вы динамически выделяете память, то вы просите операционную систему зарезервировать часть этой памяти для использования вашей программой. Если ОС может выполнить этот запрос, то возвращается адрес этой памяти обратно в вашу программу. С этого момента и в дальнейшем ваша программа сможет использовать эту память, как только пожелает. Когда вы уже выполнили с этой памятью всё, что было необходимо, то её нужно вернуть обратно в операционную систему, для распределения между другими запросами.

В отличие от статического или автоматического выделения памяти, программа самостоятельно отвечает за запрос и обратный возврат динамически выделенной памяти.

Освобождение памяти

Когда вы динамически выделяете переменную, то вы также можете её инициализировать посредством прямой инициализации или uniform-инициализации (в С++11):

int * ptr1 = new int ( 7 ) ; // используем прямую инициализацию int * ptr2 = new int < 8 >; // используем uniform-инициализацию

Когда уже всё, что требовалось, выполнено с динамически выделенной переменной — нужно явно указать для С++ освободить эту память. Для переменных это выполняется с помощью оператора delete:

// Предположим, что ptr ранее уже был выделен с помощью оператора new delete ptr ; // возвращаем память, на которую указывал ptr, обратно в операционную систему ptr = 0 ; // делаем ptr нулевым указателем (используйте nullptr вместо 0 в C++11)

Оператор delete на самом деле ничего не удаляет. Он просто возвращает память, которая была выделена ранее, обратно в операционную систему. Затем операционная система может переназначить эту память другому приложению (или этому же снова).

Хотя может показаться, что мы удаляем переменную, но это не так! Переменная-указатель по-прежнему имеет ту же область видимости, что и раньше, и ей можно присвоить новое значение, как и любой другой переменной.

Обратите внимание, удаление указателя, не указывающего на динамически выделенную память, может привести к проблемам.

Висячие указатели

Язык C++ не предоставляет никаких гарантий относительно того, что произойдет с содержимым освобожденной памяти или со значением удаляемого указателя. В большинстве случаев, память, возвращаемая операционной системе, будет содержать те же значения, которые были у нее до освобождения, а указатель так и останется указывать на только что освобожденную (удаленную) память.

Указатель, указывающий на освобожденную память, называется висячим указателем. Разыменование или удаление висячего указателя приведет к неожиданным результатам. Рассмотрим следующую программу:

int * ptr = new int ; // динамически выделяем целочисленную переменную * ptr = 8 ; // помещаем значение в выделенную ячейку памяти delete ptr ; // возвращаем память обратно в операционную систему, ptr теперь является висячим указателем std :: cout << * ptr ; // разыменование висячего указателя приведет к неожиданным результатам delete ptr ; // попытка освободить память снова приведет к неожиданным результатам также

В программе, приведенной выше, значение 8 , которое ранее было присвоено динамической переменной, после освобождения может и далее находиться там, а может и нет. Также возможно, что освобожденная память уже могла быть выделена другому приложению (или для собственного использования операционной системы), и попытка доступа к ней приведет к тому, что операционная система автоматически прекратит выполнение вашей программы.

Процесс освобождения памяти может также привести и к созданию нескольких висячих указателей. Рассмотрим следующий пример:

int * ptr = new int ; // динамически выделяем целочисленную переменную int * otherPtr = ptr ; // otherPtr теперь указывает на ту же самую выделенную память, что и ptr delete ptr ; // возвращаем память обратно в операционную систему. ptr и otherPtr теперь висячие указатели // Однако, otherPtr по-прежнему является висячим указателем!

Есть несколько рекомендаций, которые могут здесь помочь:

Во-первых, старайтесь избегать ситуаций, когда несколько указателей указывают на одну и ту же часть выделенной памяти. Если это невозможно, то выясните, какой указатель из всех «владеет» памятью (и отвечает за её удаление), а какие указатели просто получают доступ к ней.

Правило: Присваивайте удаленным указателям значение 0 (или nullptr в C++11), если они не выходят из области видимости сразу же после удаления.

Оператор new

При запросе памяти из операционной системы в редких случаях она может быть не выделена (т.е. её может и не быть в наличии).

По умолчанию, если оператор new не сработал, память не выделилась, то генерируется исключение bad_alloc . Если это исключение будет неправильно обработано (а именно так и будет, поскольку мы еще не рассматривали исключения и их обработку), то программа просто прекратит свое выполнение (произойдет сбой) с ошибкой необработанного исключения.

Во многих случаях процесс генерации исключения оператором new (как и сбой программы) нежелателен, поэтому есть альтернативная форма оператора new, которая возвращает нулевой указатель, если память не может быть выделена. Нужно просто добавить константу std::nothrow между ключевым словом new и типом данных:

int * value = new ( std :: nothrow ) int ; // указатель value станет нулевым, если динамическое выделение целочисленной переменной не выполнится

В примере, приведенном выше, если оператор new не возвратит указатель с динамически выделенной памятью, то возвратится нулевой указатель.

Разыменовывать его также не рекомендуется, так как это приведет к неожиданным результатам (скорее всего, к сбою в программе). Поэтому наилучшей практикой является проверка всех запросов на выделение памяти для обеспечения того, что эти запросы будут выполнены успешно и память выделится:

int * value = new ( std :: nothrow ) int ; // запрос на выделение динамической памяти для целочисленного значения if ( ! value ) // обрабатываем случай, когда new возвращает null (т.е. память не выделяется)

Поскольку не выделение памяти оператором new происходит крайне редко, то обычно программисты забывают выполнять эту проверку!

Нулевые указатели и динамическое выделение памяти

Нулевые указатели (указатели со значением 0 или nullptr ) особенно полезны в процессе динамического выделения памяти. Их наличие как бы сообщаем нам: «Этому указателю не выделено никакой памяти». А это, в свою очередь, можно использовать для выполнения условного выделения памяти:

// Если для ptr до сих пор не выделено памяти, то выделяем её

Удаление нулевого указателя ни на что не влияет. Таким образом, в следующем нет необходимости:

Вместо этого вы можете просто написать:

Если ptr не является нулевым, то динамически выделенная переменная будет удалена. Если значением указателя является нуль, то ничего не произойдет.

Утечка памяти

Динамически выделенная память не имеет области видимости, т.е. она остается выделенной до тех пор, пока не будет явно освобождена или пока ваша программа не завершит свое выполнение (и операционная система очистит все буфера памяти самостоятельно). Однако указатели, используемые для хранения динамически выделенных адресов памяти, следуют правилам области видимости обычных переменных. Это несоответствие может вызвать интересное поведение, например:

Здесь мы динамически выделяем целочисленную переменную, но никогда не освобождаем память через использование оператора delete. Поскольку указатели следуют всем тем же правилам, что и обычные переменные, то, когда функция завершит свое выполнение, ptr выйдет из области видимости. Поскольку ptr — это единственная переменная, хранящая адрес динамически выделенной целочисленной переменной, то, когда ptr уничтожится, больше не останется указателей на динамически выделенную память. Это означает, что программа «потеряет» адрес динамически выделенной памяти. И в результате эту динамически выделенную целочисленную переменную нельзя будет удалить.

Это называется утечкой памяти. Утечка памяти происходит, когда ваша программа теряет адрес некоторой динамически выделенной части памяти (например, переменной или массива), прежде чем вернуть её обратно в операционную систему. Когда это происходит, то программа уже не может удалить эту динамически выделенную память, поскольку больше не знает, где выделенная память находится. Операционная система также не может использовать эту память, поскольку считается, что она по-прежнему используется вашей программой.

Хотя утечка памяти может возникнуть и из-за того, что указатель выходит из области видимости, возможны и другие способы, которые могут привести к утечкам памяти. Например, если указателю, хранящему адрес динамически выделенной памяти, присвоить другое значение:

Читайте также: