동적 메모리

이전 장에서 본 프로그램에서는 필요한 변수를 정의하여 프로그램 실행 전에 모든 메모리 요구 사항을 결정했습니다. 그러나 프로그램의 메모리 요구 사항이 런타임 중에만 결정될 수 있는 경우가 있을 수 있습니다. 예를 들어, 필요한 메모리는 사용자 입력에 따라 다릅니다. 이러한 경우 프로그램은 메모리를 동적으로 할당해야 하며, 이를 위해 C++ 언어는 연산자 new및 delete.

새로운 연산자와 새로운 연산자[]

동적 메모리는 operator 를 사용하여 할당됩니다 new. new다음에 데이터 유형 지정자가 오고, 둘 이상의 요소 시퀀스가 ​​필요한 경우 대괄호 안에 이러한 요소의 수가 옵니다 []. 할당된 새 메모리 블록의 시작 부분에 대한 포인터를 반환합니다. 구문은 다음과 같습니다 . 첫 번째 표현식은 type 의 단일 요소를 포함하도록 메모리를 할당하는 데 사용됩니다 . 두 번째 것은 유형 요소의 블록(배열)을 할당하는 데 사용되며 , 여기서 는 이러한 요소의 양을 나타내는 정수 값입니다. 예를 들어:

pointer = new type
pointer = new type [number_of_elements]

typetypenumber_of_elements

int * foo;
foo = new int [5];

이 경우 시스템은 5개의 유형 요소에 대한 공간을 동적으로 할당 int하고 (포인터)에 할당된 시퀀스의 첫 번째 요소에 대한 포인터를 반환합니다 foo. 따라서 foo이제 type 의 5개 요소에 대한 공간이 있는 유효한 메모리 블록을 가리킵니다 int.

여기서 foo는 포인터이므로 가 가리키는 첫 번째 요소는 표현식 이나 foo표현식으로 액세스할 수 있습니다 (둘 다 동일함). 두 번째 요소는 또는 등을 사용하여 액세스할 수 있습니다 . 일반 배열을 선언하는 것과 다음을 사용하여 메모리 블록에 동적 메모리를 할당하는 것 사이에는 상당한 차이가 있습니다.foo[0]*foofoo[1]*(foo+1)

new. 가장 중요한 차이점은 일반 배열의 크기는 상수 표현식 이어야 하므로 프로그램을 설계하는 순간 크기를 결정해야 하고 실행하기 전에 에 의해 수행되는 동적 메모리 할당은 new할당할 수 있다는 것 입니다. 임의의 변수 값을 크기로 사용하여 런타임 동안 메모리.

우리 프로그램에서 요청한 동적 메모리는 시스템이 메모리 힙에서 할당합니다. 그러나 컴퓨터 메모리는 제한된 리소스이며 고갈될 수 있습니다. new따라서 연산자 를 사용하여 메모리를 할당하려는 모든 요청이 시스템에서 승인 된다는 보장은 없습니다 .

C++는 할당이 성공했는지 확인하는 두 가지 표준 메커니즘을 제공합니다.

하나는 예외를 처리하는 것입니다. bad_alloc이 메서드를 사용 하면 할당이 실패하면 type 예외 가 throw됩니다. 예외는 이 자습서의 뒷부분에서 설명하는 강력한 C++ 기능입니다. 그러나 지금은 이 예외가 발생하고 특정 처리기에 의해 처리되지 않으면 프로그램 실행이 종료된다는 것을 알아야 합니다.

이 예외 메서드는 에서 기본적으로 사용하는 메서드이며 다음 new과 같은 선언에 사용됩니다.

foo = new int [5];  // if allocation fails, an exception is thrown

다른 방법은 으로 알려져 있으며 이 방법 nothrow을 사용할 때 메모리 할당이 실패하면 bad_alloc예외를 throw하거나 프로그램을 종료하는 대신 에서 반환한 포인터 new가 null 포인터 이고 프로그램이 정상적으로 계속 실행됩니다. 이 메서드는 헤더에 선언된

이라는 특수 개체 를 다음 에 대한 인수로 사용하여 지정할 수 있습니다 .nothrow<new>new

foo = new (nothrow) int [5];

이 경우 이 메모리 블록 할당이 실패하면 foo가 null 포인터인지 확인하여 실패를 감지할 수 있습니다.

int * foo;
foo = new (nothrow) int [5];
if (foo == nullptr) {
  // error assigning memory. Take measures.
}

이 nothrow방법은 모든 할당 후에 반환된 포인터 값을 명시적으로 확인하는 것을 의미하기 때문에 예외보다 덜 효율적인 코드를 생성할 가능성이 있습니다. 따라서 적어도 중요한 할당에 대해서는 일반적으로 예외 메커니즘이 선호됩니다. 그러나 다음 예제의 대부분은 nothrow단순성 때문에 메커니즘을 사용할 것입니다.

 

연산자 삭제 및 삭제[]

대부분의 경우 동적으로 할당된 메모리는 프로그램 내의 특정 기간 동안에만 필요합니다. 더 이상 필요하지 않으면 동적 메모리의 다른 요청에 메모리를 다시 사용할 수 있도록 해제할 수 있습니다. 이것이 operator 의 목적입니다 delete. 구문은 다음과 같습니다.

delete pointer;
delete[] pointer;

첫 번째 명령문은 를 사용하여 할당된 단일 요소의 메모리를 해제하고 두 번째 명령문 new은 대괄호( ) 안의 new 및 크기를 사용하여 요소 배열에 할당된 메모리를 해제합니다 [].

인수로 전달된 값은 delete이전에 로 할당된 메모리 블록에 대한 포인터 new이거나 널 포인터 (널 포인터의 경우 효과 가 delete없음)여야 합니다.

// rememb-o-matic
#include <iostream>
#include <new>
using namespace std;

int main ()
{
  int i,n;
  int * p;
  cout << "How many numbers would you like to type? ";
  cin >> i;
  p= new (nothrow) int[i];
  if (p == nullptr)
    cout << "Error: memory could not be allocated";
  else
  {
    for (n=0; n<i; n++)
    {
      cout << "Enter number: ";
      cin >> p[n];
    }
    cout << "You have entered: ";
    for (n=0; n<i; n++)
      cout << p[n] << ", ";
    delete[] p;
  }
  return 0;
}

새 명령문에서 대괄호 안의 값이 i상수 표현식이 아니라 사용자( ) 가 입력한 변수 값임을 주목하십시오.

p= new (nothrow) int[i];

i사용자가 너무 큰 값을 입력하여 시스템이 충분한 메모리를 할당할 수 없을 가능성이 항상 존재합니다 . 예를 들어 "몇 개"라는 질문에 10억이라는 값을 주려고 했을 때 내 시스템은 프로그램에 그렇게 많은 메모리를 할당할 수 없었고 이 경우를 위해 준비한 문자 메시지( Error: memory could not be allocated)를 받았습니다. 프로그램이 포인터 값(if )을 확인하거나 적절한 예외를 catch하여

메모리 할당 실패를 항상 처리할 수 있도록 하는 것이 좋습니다 .nothrow

 

C의 동적 메모리

C++는 연산자 new를 통합하고 delete동적 메모리를 할당합니다. 그러나 이것들은 C 언어에서는 사용할 수 없었습니다. 대신 헤더에 정의된 함수 malloc, 및 calloc, ( C 로 알려짐 ) 라이브러리 솔루션을 사용했습니다. 함수는 C++에서도 사용할 수 있으며 동적 메모리를 할당 및 할당 해제하는 데 사용할 수도 있습니다. 그러나 이러한 함수에 의해 할당된 메모리 블록은 에 의해 반환된 메모리 블록과 반드시 ​​호환되는 것은 아니므로 혼합해서는 안 됩니다. 각각은 고유한 함수 또는 연산자 집합으로 처리해야 합니다.reallocfree<cstdlib><stdlib.h>