C++之动态分配new & 删除delete & 初始化memset

1.动态分配 new

1.引言

用new创建数组的优势：由于new创建的对象是在运行时确立的，所以有着具体情况具体分析的优点，那么什么叫做具体情况具体分析呢？

举一个十分贴切的例子：

比如你在度假，已经做好每天的参观计划，可突然有一天天气不好或是你的心情不好，此时你就不想参观了，如果此时是在编译状态，系统是不允许的，你必须按照计划去参观，但运行时状态，系统是允许的，此时你就可以呆在酒店尽情的玩耍了，用new创建数组也有此优点，即数组长度可以根据情况而定

2.new的实现

使用 $new$ 运算符必须已知数据类型，它会向系统堆区申请足够的存储空间，如果申请成功，就返回该内存块的首地址；如果申请不成功，则返回空指针 $NULL$

$new$ 运算符返回的是一个指向所分配对象的 指针，对所创建的变量或对象，都是通过该指针来间接操作的，而动态创建的对象本身没有标识符名

$new$ 语法：

1. 指针变量名 = $new$ 类型标识符;
2. 指针变量名 = $new$ 类型标识符 （初始值）;
3. 指针变量名 = $new$ 类型标识符 [内存单元个数];

①对于单个变量：

第一种定义方式：

int *a=new int;

表示开辟一个存放整数的存储空间，返回一个指向该存储空间的地址，int *a = new int 即为将一个 $int$ 类型的地址赋值给整型指针 $a$

对于第二种定义方式：

int *a=new int(6)
cout<< *a <<endl; // 6

也是开辟了一个整型空间，并定义了一个指向该空间的指针 $a$，只是此时同时将指向的整数空间 $\ast a$ 的值赋值为 $6$

②对于数组空间：

第三种定义方式：

int n;
cin>>n;
int* a=new int[n];

对于数组的开辟，要使用方括号$[]$，表示开辟一段连续的含有 $n$ 个类型的内存空间

2.删除 delete

对于已经开辟的内存空间，我们还需要手动进行释放

$delete$ 语法：

1. $delete$ 动态分配内存的指针名
2. $delete[]$ 动态分配的内存的指针名

①对于单个变量：

int* a=new int;
delete a;

int* b=new int(6);
delete a;

②对于数组空间：

int* a=new int[n];
delete[] a;

使用注意：

1. 被释放的指针 $a$ 必须是 指向动态分配的内存空间的指针，否则会报错；
2. 如果动态分配了一个数组，但是却用 delete p 的方式释放，没有用 $[]$，则编译时没有问题，运行时也一般不会发生错误，但实际上会导致动态分配的数组没有被完全释放

3.初始化 memset

$memset$：为大空间结构体或大数组空间初始化或清零

①作用
作用是将某一块内存中的内容全部设置为指定的值，这个函数通常为新申请的内存做初始化工作，是对较大的结构体或数组进行清零操作的一种最快方法

②语法
$memset$ 语法：void* memset(void *s,int val,int len)

表示将$s$中当前位置及后面的 len个字节用 val 替换并返回 $s$

③使用注意
$memset$ 函数按字节对内存块进行初始化，所以不能用它将 $int$ 数组初始化为 $0和-1$之外的其他值

这是因为 $memset$ 使用的是按字节赋值，即对每个字节赋同样的值，这样组成int型的4个字节就会被赋成相同的值，而由于 $0$ 的二进制补码全为 $0$，$-1$ 的二进制补码全为 $1$，不容易弄错

对于 $-1$ 来说，它的二进制为 $1$ 的反码 $+1$，即为 $1$ 的补码

图解：

第一种情况：

针对字符串数组

char s[4];
memset(s,'1',4);

结果为：由上述可知，因为是对字节进行修改，$char$ 数组 $s$，一共有 $4$ 字节空间，因此我们将全部的字符数组成员，都改为 ${}^{\prime }{1}^{\prime }$

即 $s[0]=s[1]=s[2]=s[3]{=}^{\prime }{1}^{\prime }$

第二种情况：

针对整型数组

char a[4];
memset(a,1,4);

结果为：仅仅将数组 $a$ 的前四个字节，也就是第一个元素 $a[0]$ 的 $4$ 个字节中的每一个字节都变成了1，而后三个元素还是未分配内容的状态

即将这个$int$元素的每个字节都变成了0000 0001，再合起来数组得到数组 a 的第一个元素也就是：
$a[0]=00000001000000010000000100000001(2)=16843009$